Том 43, № 7 (2024)

Гравиметрическим методом изучена кинетика термического разложения соединения FOX-7 при температуре 155 °C в полуоткрытой системе в атмосфере воздуха и степени заполнения сосуда веществом в интервале 0.03–0.72 г/см³. Обнаружено, что при максимальном отношении m/V на ранних стадиях реакции наблюдается период индукции, во время которого скорость потери массы образца в десятки раз меньше скорости разложения FOX-7 в твердой фазе. С уменьшением m/V период индукции сокращается и при m/V = 0.04 г/см³ исчезает совсем. Установлено, что появление периода индукции связано с тем, что нитроновая кислота, которая является единственным продуктом первой стадии разложения FOX-7, хорошо адсорбируется на поверхности кристаллов FOX-7, при этом практически полностью теряя свою реакционную способность. Найдено, что до окончания процесса адсорбции распад FOX-7 идет без образования газообразных продуктов, и скорость реакции не фиксируется гравиметрическим методом, пригодным для изучения кинетики реакции на ранних стадиях разложения FOX-7.

Для верификации гипотезы электрических горячих точек – каналов локальных электрических пробоев – проведены анализ электрических свойств конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) и оценки напряженности электрического поля в ударно-сжатых диэлектриках. Установлено, что в сжатой зоне ВВ могут создаваться условия для электрических пробоев за счет поляризационных явлений (электрическое поле) и ударно-индуцированной электропроводности (свободные электроны). Сформулированы положения электрической модели кинетики детонации. С использованием этой модели объяснены результаты опытов с жидким нитрометаном и монокристаллическим тэном.

Представлены результаты моделирования радиационных характеристик воздуха за фронтом сильной ударной волны, выполненного с помощью метода прямого статистического моделирования Монте-Карло. В используемой модели учитываются различные физико-химические процессы, протекающие в ударно-нагретом воздухе, включая поступательно-вращательный и поступательно-колебательный энергообмен, кинетику химических реакций, возбуждение электронных уровней атомов и молекул, а также процессы излучения и поглощения для дискретного спектра. В результате проведенных расчетов получены интегральные по времени спектрограммы объемной мощности излучения ударно-нагретого воздуха в абсолютных единицах в диапазоне скоростей ударной волны от 7.4 до 10.7 км/с при давлении газа перед фронтом ударной волны 0.25 Торр. Результаты расчетов сравниваются с экспериментальными данными, полученными в двухдиафрагменной ударной трубе DDST-M Института механики МГУ.

Проведено численное моделирование самовоспламенения бедных (6% H₂), стехиометрических и богатых (90% H₂) водородно-воздушных смесей с целью исследования влияния эффективности соударений с третьим телом (chaperon efficiency (CE)) на величину задержки воспламенения, τ. Диапазоны изменения начальной температуры в расчетах составили 850–1000 К для P₀ = 1 атм и 1000–1200 К для P₀ = 6 атм. С использованием детального кинетического механизма установлено, что наибольшая чувствительность τ к CE характерна для реакции H + O₂ + M = HO₂ + M, что может приводить к изменению τ в 2–3 раза. Рост давления или отклонение от стехиометрии уменьшает чувствительность. Иной характер и значительно меньшее влияние CE обнаружены для реакции OH + OH + M = H₂O₂ + M.

Проведено исследование нейтрализации соединений серы при фильтрационном горении модельных составов шихты, содержащих сульфид железа или сульфат меди, путем добавления мрамора (CaCO₃). Экспериментально показано, что при горении модельных составов шихты с добавками как сульфида железа, так и сульфата меди замена химически инертного сапфира на мрамор приводит к снижению температуры горения примерно на 150–200 °C. При этом содержание в газообразных продуктах CO₂ повышается, а концентрации CO и H₂ снижаются. Наибольший эффект по поглощению серосодержащих веществ при добавлении мрамора показали эксперименты, в которых сера присутствовала в топливе в сульфидной форме: добавление 50% мрамора позволила уловить 72% от исходного содержания серы, а для составов с 90% мрамора в шихте – 85%. Поглощение соединений серы, образующихся при горении модельных составов шихты с сульфатом меди, происходит значительно хуже. При содержании мрамора в шихте 50% и 85% серосодержащие соединения поглощаются только на 19% и 24% соответственно.

Методом дифракции синхротронного излучения изучена структурная организация ДНК в клетках с повышенной стрессоустойчивостью, анабиотических и мумифицированных клетках, полученных путем введения 4-гексилрезорцина (4HR) в разных концентрациях на разных стадиях роста культуры клеток. Экспериментальные исследования позволяют сделать вывод, что 4HR является инициатором перехода клеток в анабиотическое и мумифицированное состояния в стационарной стадии роста. В предстационарной стадии в изученном диапазоне концентраций 4HR инициирует переход клеток в мумифицированное состояние, но не в анабиотическое, что говорит о неподготовленности ДНК к процессу кристаллизации в этих бактериях. Структуры ДНК внутри клетки в анабиотическом состоянии покоя (практически полное отсутствие метаболизма) и в состоянии покоя при стрессе голодания совпадают (образуют кристаллические наноразмерные структуры). Данные свидетельствуют об универсальности конденсации ДНК или защиты ДНК белком Dps в состоянии покоя независимо от типа стресса. Мумифицированное состояние (полное отсутствие обмена веществ, необратимое к жизни) сильно отличается по структуре от состояния покоя (не имеет упорядоченности внутри клетки).

Предложен новый способ смешения растворов и суспензий, содержащих термодинамически несмешивающиеся дисперсионные среды. Метод основан на использовании ультразвукового диспергирования и термостимулированного СВЧ-нагрева. Приведены результаты исследования ряда функциональных композитов, полученных при смешении растворов биодеградируемых полимеров в хлороформе с водными суспензиями природных полимеров. Рассмотрена возможность получения указанным способом полимерных композитов, допированных магнитными наночастицами и лекарственными препаратами. Установлено, что предложенный способ смешения позволяет совмещать суспензии полимеров различной природы в составе композитов, пригодных для создания пористых, гигроскопичных и магнитоуправляемых материалов для биомедицинского и экологического применения.