В статье рассматривается тензорная сумма двух моделей Фридрихса  с возмущением второго ранга. Гамильтониану  соответствует система трех квантовых частиц на одномерной решетке. Исследуется количество и расположение собственных значений. Существование собственных значений, расположенных, соответственно, внутри, в зазоре и ниже дна существенного спектра доказано.

С помощью численных методов исследованы фрактальные свойства разности оптических ходов лучей, распространяющихся в модели оптического волокна c одна стенкой, периодически гофрированная и одна стенкой, периодически колеблющаяся по закону синусоиды, а также угол входа лучей в оптическое волокно и зависимость этого угла от их координат в плоскости выхода.

Рассмотрено генерация гармоник высокого порядка в квантовом графе, на примере квантового звездообразного  графа, взаимодействующего с внешним монохроматическим оптическим полем. Используя полученные численно решения нестационарного уравнения Шредингера на квантовом графе, вычислено основные характеристики генерации высших гармоник. В частности, анализируется временная зависимость среднего дипольного момента и спектра генерации высших гармоник, определяемого как интенсивность  генерируемого поля как функцию порядка гармоники. Обсуждено обобщение предложенной модели на случай других топологий графов и применение к проблеме настраиваемой генерации высших гармоник.

Физические и химические процессы, которые происходят в наноограниченных водных растворах, особенно роль взаимодействий «растворенное вещество-поверхность раздела» и «растворенное вещество-растворенное вещество» внутри нанопор, являются источником селективности фильтрации и требуют дальнейшего изучения. Цель состоит в том, чтобы выяснить достоверность различных приближений, основанных на макроскопическом подходе среднего поля, путем сравнения их с вычислительными методами, такими как метод Монте-Карло (GCMC) и классическая молекулярная динамика (МД). Эти методы используются для изучения распределения ионов на границе раздела вода/нанопоры. На молекулярном уровне результаты показывают, что распределение ионов зависит от их размера, поляризуемости и структуры воды, когда она явно добавляется в модель, что не может быть воспроизведено примитивной моделью, использующей GCMC и подход среднего поля, основанный на по уравнению Пуассона-Больцмана.

Исследуется вариант схемы применения волоконно – оптического усилителя (EDFA) на основе волокна, легированного ионами эрбия, предназначенный для повышения эффективности сеанса распределения квантового ключа и передачи информации по классическим каналам проводимых одновременно в одном оптическом волокне. Методами численного моделирования проведено теоретическое исследование возможности использования EDFA исследуемым способом. Математическая модель основана на уравнениях динамики EDFA и уравнениях, определяющих скорость генерации секретного ключа в случае распределения квантового ключа на боковых частотах. Описан метод определения оптимальных параметров исследуемой схемы и проведена оценка целесообразности использования EDFA исследуемым способом. Проведен сравнительный анализ производительности системы распределения квантовых ключей на боковых частотах при интеграции в оптическую сеть с точки зрения скорости генерации защищенного ключа для случаев, когда EDFA либо используется, либо нет. Полученные результаты демонстрируют высокую эффективность исследуемой схемы, т.е. увеличивается максимально достижимая дальность безопасного распределения ключей при сохранении эффективности передачи информации.

В работе исследована теплопроводность разреженных газов в наноканалах и в свободной среде. Рассматриваются следующие газы Ar, Kr, Ne, Xe, O2, CH4. Эволюция молекул газа в фазовом пространстве рассчитывается методом стохастического молекулярного моделирования. Установлено, что коэффициент теплопроводности газа в наноканале анизотропен. Анизотропия теплопроводности обусловлена взаимодействием молекул газа со стенками канала. Это взаимодействие описывается зеркальным или диффузным законами отражения молекул. Теплопроводность газов поперек канала значительно ниже, чем вдоль него. Анизотропия теплопроводности сохраняется даже в микроканалах, но уменьшается с увеличением плотности газа. На самом деле коэффициент теплопроводности является свойством не только газа, но и системы газ+стенка канала.

В данной работе исследованы реологические свойства ниосомальных дисперсий различных концентраций в диапазоне температур 30-60⁰С. Были проведены эксперименты по определению коэффициента вязкости и значений энергии активации. Установлено, что течения ниосомальных дисперсий в исследуемом диапазоне температур и скоростей сдвига проявляют свойства ньютоновских жидкостей. Определены рациональные условия получения стабильных гомогенных ниосомальных дисперсий со средним размером везикул 80-150 нм.

В статье представлены результаты исследования неоргано-полимерных нанокомпозитов Nafion/терморасширенный графит и Nafion/углеродная сажа методами ядерного магнитного резонанса и термогравиметрии. Структура углеродных материалов охарактеризована с помощью электронной микроскопии и адсорбционного структурного анализа методом низкотемпературной адсорбции азота. Показано наличие взаимодействия полимера Nafion и углеродного материала на границе контакта компонентов, приводящего к термостабилизации композитов, обсуждаются различия между терморасширенным графитом и сажей, обусловленные их морфологией при взаимодействии с Nafion.

Основываясь на симметрийных теоретико-групповых расчетах, мы предсказываем две структуры с энантиоморфными пространственными группами P_I4₃ и P_I4₁. Эти фазы возникают в результате спинового упорядочения на позиции Уайкоффа 16d в кристаллах с пространственной группой . Показано, что гипотетические магнитные структуры P_I4₃ и P_I4₁ являются мультиферроиками II типа. Сегнетоэлектрическая поляризация возникает через механизм гибридного несобственного сегнетоэлектричества, допускающего трилинейную связь поляризации и двух других антиферромагнитных параметров порядка. В дополнение к несобственному сегнетоэлектричеству анализ симметрии выявляет сосуществование других несобственных ферроидных порядков, включая сегнетоэластичный, сегнетоэластоэлектрический, сегнетоэластичный и гиротропный.

В рамках гармонического приближения теории переходного состояния для магнитные степени свободы рассчитана зависимость времен жизни и частот спонтанного зарождения топологических магнитных солитонов от внешнего магнитного поля. Для двумерных магнитных скирмионов влияние магнитного поля на частоту распадов оказалась больше, чем на частоту процессов зарождения. Это объясняется более слабой зависимостью от магнитного поля энергии переходного состояния  по сравнению с энергией метастабильного состояния скирмиона. Баланс частот нуклеации и коллапса скирмионов позволяет определить среднюю равновесную концентрацию скирмионов в тонкой пленке в зависимости от внешнего поля и температуры. Показано, что скирмионное и антискирмионное состояния могут существовать одновременно в квазидвухмерных  тонких пленках в наклонном внешнем магнитном поле. Найдены магнитные конфигурации вблизи седловой точки и проведено сравнение путей с минимальным перепадом энергии  для коллапса этих топологических солитонов.

Нанокристаллический диоксид церия является многообещающим неорганическим УФ-фильтром в составе солнцезащитных средств благодаря высокому коэффициенту поглощению УФ-излучения и отсутствию токсичности по отношению к нормальным клеткам. Кроме того, наноразмерный CeO₂ демонстрирует селективную цитотоксичность по отношению к раковым клеткам, поэтому церийсодержащие материалы в настоящее время рассматриваются для создания профилактических и лечебных композиций. Взаимодействие наночастиц диоксида церия с клеточными мембранами и с фосфат-содержащими компонентами солнцезащитных композиций вызывает очевидный интерес к биосовместимости фосфатов церия(IV). Кристаллические ортофосфаты церия(IV) могут стать многообещающей альтернативой наноразмерному CeO₂ благодаря их низкой растворимости, высокой редокс-стабильности и УФ-защитным свойствам. Однако на сегодняшний день нет информации об их токсичности по отношению к раковым клеткам. В данной работе с использованием тестов MTT, Live/Dead и MMP мы впервые продемонстрировали ингибирующее влияние ортофосфатов церия(IV) Ce(PO₄)(HPO₄)_0.5(H₂O)_0.5 и NH₄Ce₂(PO₄)₃ на клеточную линию меланомы мыши B16/F10 in vitro, сопоставимое с действием наноразмерного CeO₂, при высоких (500–1000 мкг/мл) концентрациях. 

Проведены термодинамические и экспериментальные исследования условий образования частиц Zn(OH)₂/ZnO в модельной замкнутой системе Zn²⁺ - NH_3,aq - NH_3gas - H+- OH- - H₂O - N_2gas (1), которая часто возникает при синтезе наночастиц и плёнок оксида/гидроксида цинка методами химического осаждения в ванне (CBD). Показано, что движущей силой образования и роста частиц Zn(OH)₂/ZnO в первоначально однородной системе (1) при 25 °C является разница в химическом потенциале частиц при исходной температуре (ненасыщенная система) и температуре синтеза (пересыщенная система). С помощью колебательной спектроскопии, рентгенофазового и химического анализа, методов диффузного рассеяния света и электрофореза установлено, что фазовое превращение Zn(OH)₂ в ZnO происходит при 85 - 90 °C. Впервые установлено, что коллоидно-химическое превращение ионных частиц Zn(NH₃)₄²⁺ в коллоидные поликристаллы состава  Zn(OH)₂/ZnO является стадийным процессом. Первая стадия превращения происходит в объёме раствора. Она локализуется на границе раздела «нанопузырек газа – внешний раствор» в результате быстрого образования, роста и удаления газовых нанопузырьков из раствора. Взаимодействие положительно заряженных наночастиц Zn(OH)₂ с поверхностью более крупных отрицательно заряженных газовых нанопузырьков создаёт коллоидные агрегаты «пузырёк||поверхностная плёнка гидроксидных наночастиц».  Их адгезия образует ажурную пеноподобную структуру коллоида Zn(OH)₂ в растворе и в плёнке на границах раздела газ-жидкость на первом этапе синтеза. После дегазации раствора электролита развивается вторая стадия, заключающаяся в нуклеации и ионно-молекулярном росте частиц Zn(OH)₂/ZnO из пересыщенного раствора, их распределении между раствором и границей раздела электролит - стенка реактора – воздух в виде плёнки. Рост плёнки на этой стадии регулируется разницей в поверхностных зарядах двойного электрического слоя границы раздела и поликристаллических коллоидных частиц. В растворе и на границе раздела столбчатые структуры Zn(OH)₂/ZnO растут в форме объёмных звёзд с коническими гексагональными шипами.

В работе исследованы особенности формирования фазы со структурой кубического пирохлора (Bi, Fe, ¨)₂(Fe, W)₂O₆O¢_δ (далее ‒ BFWO) в системе Bi₂O₃‒Fe₂O₃‒WO₃‒(H₂O) в условиях гидротермального синтеза при T < 200 ℃ и в области значений pH < 1. Установлено, что фаза BFWO формируется даже в том случае, когда температура обработки суспензии аморфного прекурсора составляет менее 100 ℃. Частицы фазы BFWO имеют условно сферическую морфологию и являются поликристаллическими. Зависимость среднего размера частиц фазы BFWO от температуры хорошо коррелирует с зависимостью от этого параметра среднего размера кристаллитов ‒ обе величины скачкообразно увеличиваются при повышении температуры обработки суспензии аморфного прекурсора от 90 до 110 ℃ (от ~ 140 и 70 нм до ~ 180 и 90 нм соответственно), а при дальнейшем повышении температуры гидротермальной обработки до 190 ℃ возрастают уже более плавно (до ~ 210 и 110 нм соответственно). Показано, что среднее число кристаллитов в частице составляет ~ 9 ед. в независимости от температуры синтеза, т.е. увеличение размеров частиц фазы BFWO при повышении температуры (в рассмотренном температурном диапазоне) происходит преимущественно за счёт увеличения размеров составляющих их кристаллитов.

Статья посвящена исследованию влиянии введения Tb³⁺ на свойства феррита цинка. ZnTb_xFe_(2-x)O₄ (x = 0, 0,025, 0,05, 0,075, 0,1, 0,125 и 0,15) получали методом автосжигания геля. Все полученные образцы подвергались термообработке при температуре 400°С в течение 4 часов. Структура и свойства были изучены с помощью методов рентгеновской дифракции, ИК- и УФ-спектроскопии и вибрационной магнитометрии. Методом рентгеновской дифракции показано образование нанокристаллов феррита цинка со структурой шпинели. Для исследования магнитных свойств образцов использовался вибрационный магнитометр. Установлено, что с увеличением содержания Tb³⁺ в системе приводит к уменьшению коэрцитивной силы и увеличению намагниченности насыщения. Нанокристаллический феррит цинка, легированный Tb³⁺, демонстрирует ферримагнитные свойства. Анализ методом ИК-спектроскопии показывает наличие двух полос, относящихся к колебаниям связи металла-кислород в тетраэдрическом и октаэдрическом окружении - при 320 см^-1 и 450 см^-1.

Мы изучили процесс получения наноструктурного галлуазита путем варьирования параметров для создания исходной композиции. Исходная композиция была синтезирована совместным гидролизом (C₃H₇O)₃Al и (C₂H₅O)₄Si в системе C₆H₁₄–NH₃·H₂O. Гидросиликат алюминия состава Al₂Si₂O₅(OH)₄  был синтезирован в гидротермальных условиях (220°C, 2 МПа, 96 ч). Были получены частицы пластинчатой морфологии со средней длиной 100-200 нм и толщиной 60 нм. Анализ образцов методом порошковой дифрактометрии выявил наличие двух фаз: пластинчатого каолинита, а другой - образование галлуазитоподобной фазы. Исследования синтезированных образцов методом ИК-спектроскопии и термического анализа выявили присутствие органически модифицированного гидросиликата с фазовым переходом около 412 °С. Полученная фаза перспективна для изучения процессов адсорбции и дальнейшей эксфолиации.

В работе представлено сравнительное исследование свойств композиционных мембран на основе оксида графена, синтезированного методами Хаммерса (оксид графена H-GO) и Броди (оксид графена B-GO). Методами КР- и РФЭС- спектроскопии в комплексе с измерениями проницаемости мембран по газам и водяным парам при ненулевом перепаде давления показано, что различия в методах синтеза влияют не только на состав и микроструктуру мембран оксида графена, но также на их проницаемость и устойчивость к перепадам давления. Показано, что мембраны на основе H-GO содержат больше кислородных групп (соотношение С/О 1.8) и являются более дефектными, по сравнению с мембранами на основе B-GO (С/О 2.6). Более высокая концентрация кислородных групп в мембранах H-GO позволяет достичь высоких проницаемостей по водяным парам (~170 Баррер при 100% влажности сырьевого потока), однако это сопровождается достаточно низкой устойчивостью при перепадах давления (необратимая потеря проницаемости вплоть до 46% при перепаде давления 1 бар). Напротив, мембраны на основе B-GO, при проницаемости ~140 Баррер, характеризуются необратимой потерей проницаемости всего 4% при том же перепаде давления, что в 10 раз меньше по сравнению с мембранами H-GO. Наблюдаемые различия могут быть следствием разной микроструктуры мембран H-GO и B-GO. Оксид графена, синтезированный методом Хаммерса, обладает более гибкими и дефектными нанолистами, в то время как метод Броди позволяет получить более жесткие нанолисты с меньшим содержанием дефектов. Полученные результаты свидетельствуют, что повысить устойчивость мембран оксида графена к перепадам давления можно за счет контроля состава и микроструктуры в процессе синтеза, без каких-либо модификаций реагентами, устойчивыми к давлению.

Выращена серия монокристаллов твердого раствора Ca_1-xY_xF_2+x флюоритовой структуры с содержанием 1 - 19 мол.% YF₃  (х = 0.01 – 0.19). На термоанализаторе STA 449 F3 Jupiter сняты температурные зависимости теплоемкости C_p(T) в интервале температур от комнатной до 1300 °С. Размытый фазовый переход в твердом состоянии для концентраций х = 0.01 – 0.03 фиксируется в виде аномалии на кривых C_p(T) с максимумом при 1150 ± 50 °С. При увеличении содержания YF₃ (х = 0.05 – 0.19) фиксируется очень широкий структурированный пик в интервале 650 -1100 °С. Аномалия теплоемкости связана с обратимой перестройкой дефектных нанокластеров, которая влияет на изменение анионной подрешетки.

Данная статья является исправлением к статье Васильев Б.В., Смыслов Р.Ю., Кириленко Д.А., Бугров А.Н. Синтез и магнитные свойства наночастиц феррита кобальта, сформированных в гидро- и сольвотермальных условиях. Наносистемы: Физ. хим. матем., 2021, 12 (4), с. 492–504, http://nanojournal.ifmo.ru/ru/articles-2/volume12/12-4/chemistry/paper11/