Влияние функционального состава на диэлектрические свойства оксида графита

Гребёнкина М. А.

Новосибирский государственный университет

Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, г. Новосибирск

Оксид графита (ОГ) является слоистой структурой, образованной графеновыми слоями с ковалентно связанными кислородсодержащими функциональными группами. В настоящее время предложено несколько методов синтеза ОГ, главными из которых являются методы Хаммерса, Броди и Штаудинмайера. Структура и свойства ОГ зависят от метода и параметров синтеза, а также от содержания интеркалированных молекул воды Н₂О, образующих водородные связи с окисленными слоями. Актуальной задачей является сравнение свойств и структурных моделей оксида графита, синтезированного разными методами. Исследование диэлектрических характеристик ОГ позволит расширить список потенциальных приложений вещества.

В данной работе были исследованы частотные и температурные зависимости диэлектрической проницаемости ОГ, синтезированного методами Хаммерса и Броди. Методика параллельных пластин была использована для измерений методом импедансной спектроскопии. Частотный диапазон составлял от 1 Гц до 7 МГц, температурный – от -10°С до 150 °С. Импедансы образцов анализировались на основе моделирования эквивалентных электрических схем.

Показано, что при увеличении количества интеркалированной воды в ОГ, синтезированного методом Хаммерса, возникают ионные диффузионные процессы на низких частотах (меньше 24 кГц). Влажный ОГ, синтезированный методом Броди, при тех же условиях демонстрирует возникновение дополнительного механизма поляризации на частотах ниже 73 Гц. По нашему мнению отличие связано с отсутствием эпоксидных групп у ОГ, синтезированного методом Броди. Продемонстрировано возникновение агломератов молекул воды в межслоевом пространстве при повышении влажности ОГ и представлены структурные модели вещества для каждого метода синтеза.

Научный руководитель ‑д-р физ.-мат. наук Окотруб А. В.

УДК 544.478.01

Исследование начальных стадий формирования катализаторов Ni / SiO ₂ методом электронного магнитного резонанса в режиме in situ

Кандаракова И. Т.

Новосибирский государственный университет

Катализаторы на основе нанесенных наночастиц никеля широко применяются в химической промышленности [1]. Ранее в Институте катализа был предложен современный метод синтеза Ni-содержащих каталитических систем при помощи метода сверхкритического антирастворения (SAS) [2]. Было показано, что в ходе восстановления в токе водорода в таких системах наблюдается образование наночастиц с размером < 10 нм с узким распределением частиц по размерам.

В то же время при формировании дисперсной наноразмерной фазы в ходе восстановления оксидных частиц водородом могут наблюдаться процессы массопереноса и агломерации частиц, что приводит к нарушению однородного распределения наночастиц по размерам и ухудшению параметров катализатора.

В этой связи особенно важным становится исследование начальных стадий образования активной фазы катализатора. Именно изучение зародышеобразования новой фазы в ходе восстановления может дать новое знание о характере протекающих в ходе синтеза процессов.

Метод электронного магнитного резонанса (ЭМР) является современным методом исследования для изучения магнитоупорядоченных материалов, обладающим высокой чувствительностью и возможностью проведения экспериментов в режиме in situ в условиях контролируемой атмосферы . При изучении систем на основе суперпарамагнитных наночастиц высокая чувствительность метода ещё возрастает. Это делает метод ЭМР уникальным инструментом для исследования начальных стадий образования магнитоупорядоченных фаз.

В данной работе методом ЭМР в режиме in situ исследован процесс формирования и эволюции частиц Ni/SiO₂, образующихся в ходе восстановления нанесенных оксидных предшественников в токе водорода.

______________________________

1. Jalama K. Carbon dioxide hydrogenation over nickel-, ruthenium-, and copper-based catalysts: Review of kinetics and mechanism // Catal. Rev. - Sci. Eng. Taylor & Francis, 2017. Vol. 59, № 2. P. 95–164.

2. Nesterov N.S. et al. The facile synthesis of Ni–Cu catalysts stabilized in SiO2 framework via a supercritical antisolvent approach // J. Supercrit. Fluids. Elsevier B.V., 2016. Vol. 112. P. 119–127.

Научный руководитель – канд. физ.-мат. наук, Якушкин С.С.

Фотохимия и биофизика

УДК 543.424.2

Исследование зарядового состояния цитохромов в эмбрионах мыши при криоконсервации

Сажина Е. А.

Новосибирский национальный исследовательский государственный университет,

Институт Автоматики и Электрометрии СО РАН,
Новосибирск, 630090, пр. Академика Коптюга, 1

Криоконсервация биологических объектов, в нашем случае преимплантационных эмбрионов мыши, перспективная методика сохранения генетического материала людей, вымирающих видов растений, животных и др. В настоящее время, разработанная методика криоконсервации существует только для некоторых биообъектов. Из-за недостаточного понимания изменений, происходящих при замораживании биообъектов и связанных с ними криоповреждений. Известно, что после размораживания происходит подавление клеточного дыхания, но причины этого эффекта остаются плохо изученными.

Клеточное дыхание связано с состоянием комплексов дыхательной электрон-транспортной цепи (ЭТЦ). Для изучения изменений в ЭТЦ при криконсервации достаточно наблюдать за одним из переносчиков электронов, таких как цитохромы. Изменение зарядового состояния цитохромов может быть исследовано оптическими методами. Бесконтактный метод резонансного комбинационного рассеяния света (РКРС) позволяет исследовать изменения в работе дыхательной электрон-транспортной цепи.

Работа посвящена изучению, методом РКРС, зарядового состояния цитохромов в преимплантационных эмбрионах мыши, замораживаемых в криопротекторном растворе пропиленгликоля и глицерина. Проведено сравнение результатов с дрожжевыми клетками и эмбрионами мыши, замораживаемыми в растворе глицерина. Построены распределения цитохромов, липидов, глицерина и других клеточных компонент в образце. Подтверждено фотоиндуцированное увеличение интенсивности РКРС линии цитохромов на 750 см⁻¹ на температуре ‑50 °С.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 19-016-00025.

Научный руководитель — к.ф.-м.н. К.А. Окотруб

УДК 57.081.23