Open Access Open Access  Restricted Access Access granted  Restricted Access Subscription Access

Vol 514, No 1 (2024)

Cover Page

Full Issue

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

CHEMISTRY

Doped silicon nanoparticles. A review

Bubenov S.S., Dorofeev S.G.

Abstract

Doped silicon nanoparticles combine availability and biocompatibility of the material with a wide variety of functional properties. In this review, the methods of fabrication of doped silicon nanoparticles are discussed, the prevalent of those being chemical vapor deposition, annealing of substoichiometric silicon compounds, and diffusion doping. The data are summarized for the attained impurity contents, in the important case of phosphorus it is shown that impurity, excessive with respect to bulk solubility, is electrically inactive. The patterns of intraparticle impurity distributions are presented, that were studied in the previous decade with highly-informative techniques of atom probe tomography and solid-state NMR. Prospective optical and electrical properties of doped silicon nanoparticles are reviewed, significant role of the position of the impurities is exemplified with plasmonic behavior.

Doklady Rossijskoj akademii nauk. Himiâ, nauki o materialah.. 2024;514(1):3-26
pages 3-26 views

Synthesis of polyfunctional O-containing 1,3-dioxepines connected with an acetal fragment by low-temperature ozonolysis

Belyaeva E.R., Borisova Y.G., Raskildina G.Z., Sultanova R.M., Zlotsky S.S.

Abstract

The synthesis of 3,5-dioxo-1,7-heptandials, 3,5-dioxo-1,7-heptanediols and 1,3-dioxo-1,7-heptanedicarboxylic acid derivatives by low-temperature ozonolysis of 1,3-dioxepines was carried out for the first time. It is shown that, depending on the conditions of destruction of the intermediate peroxide products of ozonolysis, the corresponding individual dialdehydes, diols, and diesters can be synthesized with high selectivity.

Doklady Rossijskoj akademii nauk. Himiâ, nauki o materialah.. 2024;514(1):27-31
pages 27-31 views

Synthesis of novel composite sorbents based on titanium, calcium and magnesium phosphates

Mudruk N.V., Maslova M.V., Nikolaev A.I.

Abstract

Heterogonous and mechanochemical synthesis of new materials based on titanium, calcium and magnesium phosphates have been developed for the first time. Final products demonstrate high sorption efficiency towards heavy metal cations and radionuclides. The combined action of the components ensures high sorption capacity towards different cations within a wide pH range. The optimal conditions of the processes providing the obtaining of composite products with given phase composition have been established. Using solid precursors and phosphorus-containing agents taken in a stoichiometric ratio, and mild hydrothermal conditions make it possible to reduce liquid waste to a minimum level. During the first step of synthesis both precipitation of titanium phosphate and formation of ammonium phosphate which is the precursor for the second step occur. The latter is the formation of calcium and magnesium phosphates. Thus, the synthesis proceeds in accordance with the principles of green chemistry.

Doklady Rossijskoj akademii nauk. Himiâ, nauki o materialah.. 2024;514(1):32-40
pages 32-40 views

Evaluation of toxicity of ionic liquids as solvents in C–C cross-coupling reaction

Kolesnikov A.E., Egorova K.S.

Abstract

In this work, by means of bio-Strips and cytotoxic potentials of chemical reactions, the decisive impact of the solvent choice on the “overall cytotoxicity” of the process is shown by example of 36 routes of 1,1′-biphenyl synthesis.

Doklady Rossijskoj akademii nauk. Himiâ, nauki o materialah.. 2024;514(1):41-49
pages 41-49 views

Effect of surface microstructure for corrosion resistance and magnetic properties of an amorphous cobalt-based Co-Si-Fe-Cr-Al ALLOY

Kuznetsova I.I., Lebedeva O.K., Kultin D.Y., Perov N.S., Kustov L.M.

Abstract

The surface of an amorphous cobalt-based alloy of nominal composition Co75Si15Fe5Cr4.5Al0.5 was modified by nanostructures at anodizing in an ionic liquid – bis(trifluoromethane sulfonyl)imide 1-butyl-3-methyl- imidazolium. The magnetic (saturation specific magnetization and coercive force) and corrosion (corrosion potential and resistance) characteristics of an amorphous alloy before and after electrochemical modification of the surface by nanostructures are compared. Modification of the alloy surface partially changes its magnetic properties. After corrosion tests, an increase in the value of coercive force is observed. Corrosion tests were carried out by the method of polarization curves in Ringer’s solution. The corrosion resistance of alloys modified by oxide nanostructures is higher than the corrosion resistance of a polished alloy. The increase in corrosion resistance is mainly determined by the presence of nanostructures.

Doklady Rossijskoj akademii nauk. Himiâ, nauki o materialah.. 2024;514(1):50-58
pages 50-58 views

CHEMICAL TECHNOLOGY

Antifrictional composites based on a two-component modified phenol-formaldehyde binder

Panova M.O., Buyaev D.I., Shaposhnikova V.V.

Abstract

In this paper, new polymer composite materials (PCM) based on a mixture of the resole type phenol-formaldehyde and phthalide-containing phenol-formaldehyde binders, reinforced with polyoxadiazole fiber, were obtained, and their tribological properties were studied. The influence of the content of phthalide-containing phenol-formaldehyde polymer in a two-component mixture of binders on the hardness of the surface layer, tribological and thermofrictional properties of PCM in various units of dry friction on steel has been studied. It is shown that the resulting PCM are superior to PCM based on phenol-formaldehyde or phthalide-containing phenol-formaldehyde binders of the resole type in terms of tribological and thermal friction properties.

Doklady Rossijskoj akademii nauk. Himiâ, nauki o materialah.. 2024;514(1):59-64
pages 59-64 views

PHYSICAL CHEMISTRY

High-entropy carbide (Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2)C mechanical properties prediction with the use of machine learning potential

Pikalova N.S., Balyakin I.A., Yuryev A.A., Rempel A.A.

Abstract

The six-component high-entropy carbide (HEC) (Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2)C has been studied. The electronic structure was calculated by using the ab initio package VASP for a supercell with 512 atoms constructed by using special quasi-random structures. The artificial neural networks potential (ANN-potential) was obtained by deep machine learning. The quality of the ANN-potential was estimated by the value of the energies, forces, and virials standard deviations. The generated ANN-potential was used to analyze both a defect-free model of the specified alloy, with 4096 atoms, and for the first time a polycrystalline HEC model, with 4603 atoms, by using the LAMMPS classical molecular dynamics package. The simulation of uniaxial cell tension was carried out, the elasticity coefficients, the all-round compression modulus, the elasticity modulus, and Poisson’s ratio were determined. The obtained values are in good agreement with the experimental and calculated data, which indicates a good predictive ability of the generated ANN-potential.

Doklady Rossijskoj akademii nauk. Himiâ, nauki o materialah.. 2024;514(1):65-71
pages 65-71 views

Effect of the solvent nature on the biological activity of gold-containing systems

Voronova A.A., Naumkin A.V., Pereyaslavtsev A.Y., Batsalova T., Dzhambazov B., Vasil’kov A.Y.

Abstract

Gold nanoparticles were prepared by metal-vapor synthesis using isopropanol, acetone or toluene as dispersion media. The electronic states of the metal and the nature of the sorbed layer on the surface of the nanoparticles were studied. The analysis of photoelectron spectra of the obtained nanoparticles showed that regardless of the synthesis conditions, gold in all samples is in the Au0, Au+ and Au3+ states and a carbon-containing shell is present on all types of metal particles. The study of anticancer activity of nanoparticles in vitro with human cell lines showed the dependence of biological activity on their interaction time of samples obtained in toluene dispersion medium. The metabolic activity of gold nanoparticles obtained in isopropanol or acetone medium decreased in the earliest period of testing.

Doklady Rossijskoj akademii nauk. Himiâ, nauki o materialah.. 2024;514(1):72-80
pages 72-80 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».