Том 98, № 6 (2024)

В работе представлены результаты теоретического анализа низкочастотной области колебательного спектра и расчеты в ангармоническом приближении внутреннего вращения модельных молекул, содержащих четырехчленный карбоциклический фрагмент и связанную с ним формильную группу CHO. Рассмотрено влияние особенностей формы поверхности потенциальной энергии и поведения кинематических факторов на величины торсионных частот. Изучена возможность заметной кинематической взаимосвязи между внутренним вращением и другими низкочастотными модами.

Представлена конструкция спектрометра миллиметрового диапазона длин волн для исследования вращательных спектров молекул и слабосвязанных молекулярных комплексов в сверхзвуковой газовой струе. Спектрометр использует в качестве источника излучения высокостабильный СВЧ-синтезатор (1–22 ГГц) в сочетании с активными умножителями частоты и охватывает диапазон 50–170 ГГц. Газ истекает из сопла вдоль направления распространения излучения, которое совершает два прохода через вакуумную камеру. Для этого импульсное сопло размещено в центре уголкового отражателя, на который попадает излучение. Поглощение в струе регистрируется детекторными диодами с барьером Шоттки. Предложенная схема соосного распространения излучения и молекулярного пучка обеспечивает лучшую чувствительность и более высокое спектральное разрешение по сравнению с обычно используемой перпендикулярной конфигурацией. Инструментальное разрешение спектрометра составляет 30–40 кГц, а погрешность измерения частоты оценивается в 3–4 кГц. Зарегистрированные спектры редких изотопологов CO и слабосвязанных комплексов Ne–CO демонстрируют возможности нового спектрометра.

Проведено моделирование атмосферных солнечных спектров в полосах поглощения метана в ближнем ИК-диапазоне и сделано сравнение со спектрами, измеренными на наземном фурье-спектрометре с высоким спектральным разрешением в различных атмосферных условиях. Определено содержание метана в столбе атмосферы с использованием различных версий спектроскопических баз данных HITRAN (2008, 2012, 2016, 2020), GEISA (2015, 2020) и ATM (2016, 2020) и банка линий CH₄ GOSAT2014. Для каждой спектроскопической базы было рассчитано усредненное по 1346 спектрам значение RMS (отклонение рассчитанных спектров от измеренных). Было обнаружено, что наименьшее значение RMS наблюдалось для результатов, полученных с линиями поглощения CH₄ из ATM2020, ATM2016 и HITRAN2008. Были выявлены параметры линий поглощения СН₄ в спектроскопических базах данных, которые вносят наибольшую погрешность в моделирование переноса излучения в атмосфере в спектральном диапазоне 6000–6100 см^–1.

Представлены рассчитанные при комнатной температуре коэффициенты сдвига линий оксида серы давлением углекислого газа в полосе ν₁+ν₃ с вращательными квантовыми числами J от 0 до 70 и K_а от 0 до 20. Данные получены с использованием полуэмпирического метода, основанного на ударной полуклассической теории уширения и модифицированного включением в расчетную схему корректирующего фактора. Результаты расчетов находятся в хорошем согласии с литературными данными.

Исследованы изменения спектральных характеристик колебательных полос н-бутана в спектральной области 300–1100 см^–1 при вариации температуры от 285 до 365 К, а также давления метана в диапазоне 2–40 атм. Установлено, что энтальпия транс–гош-перехода н-бутана в газовой фазе составляет 657±66 кал/моль. Показано, что среда метана в исследуемом диапазоне давлений пренебрежимо мало влияет на конформационное равновесие н-бутана. Определено влияние изменения спектральных характеристик н-бутана на точность измерения состава природного газа с помощью спектроскопии КР.

Изучено влияние геометрических параметров золотых усеченных наноконусов на чувствительность плазмонно-резонансных систем на их основе. С помощью метода конечных разностей во временной области исследована зависимость длины волны локализованного поверхностного плазмонного резонанса к изменению показателя преломления среды от высоты, угла наклона боковой грани и диаметра основания наноконуса. Выявлены параметры, соответствующие наибольшей чувствительности биосенсоров на основе данных частиц, а также предложены пути ее повышения.

Методом терагерцовой спектроскопии в режиме пропускания исследовано влияние растворителей, схожих по физическим свойствам с водой, на образование гидратной оболочки вокруг молекул моногидрата лактозы. Установлена связь между концентрацией водных растворов моногидрата лактозы и толщиной ее гидратной оболочки при растворении в очищенной воде, водном растворе высокого разбавления (ВР) и в водном растворе высокого разбавления с антителами к интерферону-гамма (ВР АТ к ИФНг). Обнаружено, что растворитель ВР АТ к ИФНг растворяет больше молекул моногидрата лактозы при одинаковом объеме по сравнению с ВР и очищенной водой.

Показано, что механизм инициирования низкоэнергетических ядерно-химических процессов в условиях низкотемпературной неравновесной дейтерий и протий содержащей плазмы тлеющего разряда подобен ранее исследованному кумулятивному механизму инициирования ядерных процессов при столкновении релятивистских частиц (протонов) с атомными ядрами мишени и образованием высокоэнергетических продуктов, энергия которых может значительно выходить за пределы кинематически разрешенной области в импульсном пространстве для двухчастичных «ядро – ядро мишени» столкновений. Кумулятивный эффект в этом случае обусловлен инициированием в ядерной материи ненуклонных метастабильных возбуждений с образованием группы кварков разных нуклонов ядра. В случае низкоэнергетических ядерно-химических процессов инициирование кварк-кумулятивных процессов в ядерной материи осуществляется при взаимодействии с ядрами электронов высоких, но по химическим масштабам, кинетических энергий E_e, при E_e ~3–5 эВ. Именно с возникающими при таких столкновениях метастабильными возбуждениями ядерной материи, содержащей тройку «свободных» кварков, могут быть связаны, как показали проведенные эксперименты и имеющиеся литературные данные, кварк-кумулятивные эффекты инициирования радиоактивных a- и b-распадов радиоактивных элементов при лазерной абляции металлов в водных средах, содержащих такие элементы, а также феномен искусственной радиоактивности исходно нерадиоактивных изотопов в катодах при тлеющем разряде при воздействии на катоды потоков низкотемпературной неравновесной дейтерий- и протий-содержащей плазмы.

Изучено взаимодействие впервые синтезированного тетра-4-хлор-тетра-5(5-метил-2-изо-пропилфенокси)фталоцианина с пиридином, 2-метилпиридином, морфолином, пиперидином, н-бутиламином, трет-бутиламином, диэтиламином и триэтиламином в бензоле. Реакция кислотно-основного взаимодействия относится к числу редко наблюдаемых медленных процессов и приводит к образованию кинетически устойчивых комплексов с переносом протонов. Предложено их строение. Показано изменение реакционной способности тетра-4-хлор-тетра-5(5-метил-2-изо-пропилфенокси)фталоцианина в зависимости от протоноакцепторной способности и пространственного строения азотсодержащего основания.

Получены нанокомпозитные материалы на основе наночастиц палладия, закиси меди и магнетита, внедренных в наноцеллюлозную матрицу с использованием методов осаждения-соосаждения in situ и ex situ из растворов солей соответствующих металлов. Исследования характеристик полученных композитов методами ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье, рентгеновской дифракции, СЭМ и ПЭМ показали, что инкапсулированные наночастицы мало влияют на морфологию и структуру нанофибриллярной целлюлозы. Каталитические свойства нанокомпозитов испытаны в гидрировании нитробензола.