Некоторые подходы к машинному обучению (МО), такие как машины Больцмана (МБ),  могут быть переформулированы в виде моделей, обучение которых основано на минимизации свободной энергии. При обучении таких моделей стандартным методом контрастивной дивергенции (КД) динамика параметров модели обусловлена конкуренцией релаксационных сил в целевой системе и в модельной. В статье мы предлагаем общий подход к созданию физических устройств, релаксационная динамика которых соответствует минимизации функции потерь соответствующей модели МО. Мы систематически сводим модель МБ, ограниченной МБ и МБ для задач классификации к энергетическим моделям. Для каждой модели мы описываем устройство, обучающееся путем релаксации. Моделирование релаксационной динамики проведено методами КД, Монте-Карло и на основе динамики Ланжевена. Приводятся результаты симуляции предлагаемых устройств для решения задач генерации и классификации рукописных цифр из набора данных MNIST.

Мы исследуем главное уравнение, задающее открытые квантовые системы, в альтернативной форме, сохраняющее нормально-упорядоченное представление усредненных операторов в нормальной форме. Выведена линейная система дифференциальных уравнений для моментов четвертого порядка. Мы рассматриваем скрытую поляризацию и обычную поляризацию через вращение пластины. Мы оцениваем динамику скрытой поляризации по сравнению с динамикой обычной поляризации в открытых квантовых системах.

Гидротермальным методом получены наноструктуры MoS₂ путем взаимодействия тетрагидрата гептамолибдата аммония ((NH₄)₆Mo₇O₂₄4H₂O) с моногидратом лимонной кислоты (C6H8O7H2O) в дистиллированной воде в присутствии сульфида натрия (Na₂S). Исследования структуры поверхности MoS₂ показали, что размер поверхностных кластеров исследуемой таблетки составляет порядка (50-100) нм, а с помощью измерений (серия Zetasizer Nano) мы установили, что размеры частиц находились в пределах (150-350)нм. Также измерения переменного тока ( LCR)  проводились для таблетки-MoS₂ при постоянной температуре (Т = 10)°С. Также измерения параллельной электрической емкости (Cp) в пересчете на частоту (F) (таблетка-MoS₂) показали резкое падение значения электрической емкости (Cp) с увеличением частоты в диапазоне [20Гц-16кГц ], Cs уменьшается с увеличением потенциала (950)m v, Показано, что последовательная емкость увеличивается с увеличением приложенного потенциала.

Проведен анализ влияния наночастиц СеО₂ на оксидативную активность нейтрофилов при облучении импульсным широкополосным источником УФ-излучения (210 мДж/см₂). Оценены эффекты цитрат-стабилизированного золя СеО₂ на спонтанную и стимулированную с помощью форбол-12-миристат-13-ацетата (ФМА) и N-формилметионил-лейцил-фенилаланина (фМЛФ) люминол-зависимую хемилюминесценцию нейтрофилов. Показано активирующее влияние наночастиц СеО₂ на спонтанную хемилюминесценцию и супрессорное действие на стимулированную хемилюминесценцию нейтрофилов крови практически здоровых доноров, при этом наиболее выраженный активирующий эффект нанодисперсный СеО2 проявляет в отношении образца крови с изначально высокой радикал-продуцирующей активностью клеток. При УФ-облучении крови в дозе 210 мДж/см² наночастицы СеО₂ усиливают как спонтанную, так и стимулированную радикал-продуцирующую функцию нейтрофилов. Супрессорное и активирующее действие цитратного золя диоксида церия может быть обусловлено антиоксидантной активностью наночастиц СеО₂ по отношению к гипохлорит-ионам и прооксидантной активностью по отношению к пероксиду водорода, соответственно

Цель работы - исследование нанокомпозитов оксида цинка и гуминовых веществ (ГВ), направленном на оценку возможности их применении для заживления ран в виде фармацевтически активных компонентов гидрогелей. Наночастицы оксида цинка синтезировали в присутствии различных концентраций гуминовых веществ. Анализ полученных нанокомпозитов вели с использованием методов рентгеновской дифрактометрии, ПЭМ, СЭМ и УФ-видимой спектроскопии. Найдено, что размер наночастиц ZnO  уменьшался от 50 до 15 нм по мере увеличения концентрации ГВ. ПЭМ-изображения показали присутствие звездообразных агрегатов частиц ZnO размером 200-500 нм, которые формировались в отсутствие гуминовых веществ (ГВ). В присутствии ГВ наблюдалось образование бесформенных частиц с размерами в диапазоне от 20 до 200 нм. Спектры поглощения показали характерный пик ZnO около 360 нм, который смещался наряду с увеличением концентрации ГВ. Согласно выполненным расчетам, ширина запрещенной зоны наночастиц ZnO увеличилась с 3,35 эВ до 3,51 эВ по мере увеличения концентрации ГВ до 15 г/л. Это может указывать на образование дефектов в кристаллах ZnO в результате взаимодействия с ГВ. Синтезированные нанокомпозиты ZnO-HS были использованы для заполнения гидрогелей карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ). Для имитации состояния раны были проведены исследования высвобождения ионов цинка из геля в бульон Мюллера-Хинтона и 0.1М ацетатный буфер. Динамика концентрации Zn в приемных растворах показала замедленное высвобождение с течением времени, что делает эти гели потенциально пригодными для длительного лечения ран.

Исследованы структурные трансформации нанокристаллов в оксидной системе LaPO₄-YPO₄-(H₂O) в гидротермальных условиях при 230°C в зависимости от продолжительности изотермической выдержки (2 часа, 7 суток и 28 суток). Показано, что до гидротермальной обработки в системе кристаллизуются фазы со структурами рабдофана La_1-xY_xPO₄·nH₂O (0≤x≤0.80) и ксенотима YPO₄. Определено, что увеличение продолжительности изотермической выдержки в гидротермальных условиях приводит к трансформации фазы со структурой рабдофана в фазы со структурами монацита и ксенотима равновесного состава с промежуточной кристаллизацией метастабильной фазы монацита. Отмечено, что только после 28 суток гидротермальной обработки при 230°C система приближается к равновесному составу фаз со структурами монацита La_0.97Y_0.03PO₄ (с размерами кристаллитов 18-50 нм и ксенотима YPO₄ (с размерами кристаллитов от 45-90 нм). В однофазном образце со структурой монацита La_0.75Y_0.25PO₄ после 2 часов, 7 суток и 28 суток ГТО при 230 °С средний размер кристаллитов не изменяется и составляет около 20 нм. 

Термическое восстановление твердых растворов Nd_2-xSrxNiO₄- (x = 0 - 1.4) в аргоноводородной смеси протекает в несколько раздельных стадий. Начальные стадии восстановления, по-видимому, связанные с восстановлением Ni³⁺ до Ni² , сопровождаются минимальными изменениями первоначальной структуры типа K₂NiF₄ при отсутствии изменений морфологии оксидных частиц. Необычным является одновременное появление наночастиц металлического никеля на поверхности оксидных продуктов восстановления. Образующиеся таким образом никель-оксидные нанокомпозиты, сходные с продуктами высокотемпературного частичного восстановления некоторых сложных оксидов (redox exsolution), проявляют значимую каталитическую активность в процессах восстановления CO₂ при T = 350-400C.

В настоящей работе представлены Ce–Fe–O системы, нанесенные на γ-Al₂O₃ или SiO₂, для повышения реакционной способности кислородно-дефицитной фазы перовскита CeFeO₃, которые являются перспективными катализаторами для производства топлива и химикатов из CO₂. Синтез проводился методом растворного горения при различных отношениях горючего (глицина) и окислителя, с добавлением или без добавления нитрата аммония. Полученные композиты были охарактеризованы методами РФА, СЭМ, ЭДС, N₂-физосорбции, H₂-ТПВ и CO₂-ТПД для выявления связи физико-химических свойств с каталитической активностью в гидрировании CO₂. γ-Al2O₃ оказался более подходящим носителем, чем SiO₂, благодаря его способности образовывать более высокое содержание перовскита, уменьшать размер кристаллитов CeFeO3, увеличивать кислородную дефектность и адсорбционную способность CO₂. Горение в присутствии кремнезема приводит к связыванию большей части церия в силикатную фазу, которая неактивна для реакции сдвига водяного газа.

Созданы прозрачные магниевоалюмосиликатные стеклокристаллические материалы с нанокристаллами алюмомагниевой шпинели Fe²⁺:MgAl₂O₄ в качестве основной кристаллической фазы. Материалы содержат смесь TiO₂ и ZrO₂ в качестве нуклеатора объемной кристаллизации и 0.6 мол% FeO в качестве активатора. Исходное стекло было синтезировано при температуре 1580 ºC с перемешиванием и термообработано в интервале температур от 800 до 1300 ºC. Структура и спектральные свойства исходного стекла и полученных из него стеклокристаллических материалов были исследованы методами ДСК и РФА, спектроскопии комбинационного рассения света и абсорбционной спектроскопии. Нанокристаллы ZrTiO₄ размером 6 нм выделяются на стадии предситаллизации при температуре 800 °C. Нанокристаллы шпинели размером 9-14 нм образуются при термообработке в интервале температур 850 - 1000 °C. Интенсивное поглощение света в области 2 мкм обусловлено ионам Fe²⁺, входящими в тетраэдрические позиции нанокристаллов шпинели. Кристаллизация железосодержащего сапфирина в прозрачных стеклокристаллических материалах при температуре термообработке 1000 и 1050 ºC приводит к уменьшению поглощения в этом спектральном диапазоне. Созданные материалы могут быть использованы для разработки насыщающихся поглотителей спектрального диапазона 2-3 мкм.

Методом химического осаждения получены фоточувствительные тонкие пленки сульфида олова (II) с размером областей когерентного рассеяния около 30 нм. Экспериментально продемонстрировано, что при варьировании времени осаждения значительно различаются микроструктура и толщина пленки, а также размер формирующих пленку агломератов. Изучены тип проводимости и токовая чувствительность полученных нанокристаллических пленок SnS. Все синтезированные пленки SnS вне зависимости от длительности синтеза обладают р-типом проводимости. Для подтверждения роли вакансий олова в регулировании типа проводимости SnS выполнены квантово-химические расчёты электронной структуры -SnS. На основании данных атомно-силовой микроскопии показано, что фрактальный подход дает более глубокое понимание процессов, происходящих при образовании слоя на подложке. Полученные данные свидетельствуют о перспективности использования пленок SnS в качестве поглощающего слоя тонкопленочных солнечных элементов. 

Растущий интерес к двумерным материалам, получаемым из графитоподобного нитрида углерода (g-C₃N₄), обусловлен его экологичностью, исключительной подвижностью носителей заряда и способностью поглощать ультрафиолетовое излучение. Важно отметить, что эксплуатационные характеристики g-C₃N₄ зависят от его удельной площади поверхности. В данной работе было исследовано, как измельчение в планетарной мельнице влияет на кристаллическую и электронную структуры нанокристаллов g-C₃N₄. Шесть образцов, подвергнутых механическому воздействию различной продолжительности, прошли всестороннюю характеристику с использованием комплекса физико-химических методов анализа. Примечательно, что помол с помощью планетарной мельницы значительно увеличивает удельную поверхность нанокристаллов g-C₃N₄ при сохранении их электронной структуры. Также были оценены фотокаталитические свойства этих образцов в процессе разложения антибиотиков под действием видимого света. Нанокристаллический порошок с увеличенной удельной поверхностью продемонстрировал высокую эффективность при разложении тетрациклина гидрохлорида. Таким образом, данное исследование подчеркивает потенциал планетарного измельчения как способа увеличения удельной поверхности нанопорошка g-C₃N₄, который в дальнейшем может быть использован в качестве перспективной основы для создания современных и экологически чистых фотокатализаторов.

В работе изучены зависимости скорости фотокаталитического выделения водорода под действием видимого излучения от концентрации триэтаноламина и гидроксида натрия для фотокатализатора 0.1 масс. % Pt/g-C₃N₄. Кинетические зависимости скорости реакции от начальной концентрации субстрата были описаны мономолекулярной моделью Ленгмюра-Хиншельвуда. Найдены оптимальные начальные условия для высокоэффективного протекания процесса выделения водорода. Показано, что в таких условиях катализатор является стабильным материалом в длительных экспериментах. Максимальная скорость образования водорода составила 7,2 ммоль г^-1 ч^-1.

С использованием молекулярной динамики исследована перестройка конформационной структуры полиамфолитов на поверхности золотого сплюснутого наносфероида в переменном электрическом поле в зависимости от величины его полного заряда. На поверхности наносфероида при большом его полном заряде и при небольшой величине амплитуды вектора напряженности переменного электрического поля происходило вытягивание петель полиамфолита по всей поверхности наносфероида. При увеличении амплитуды электрического поля в экваториальной области наносфероида образовывалась кольцеобразная полиамфолитная опушка, упорядоченная по типам звеньев в зависимости от расстояния до оси поляризации наночастицы. В случае высокой температуры моделирования форма кольцеобразной опушки изменялась дважды за период: в одном случае упорядочиваясь по типам звеньев вдоль оси поляризации наносфероида, а в другом случае перпендикулярно ней.