В последнее время теория хаоса и её приложения привлекли внимание многих учёных. В данной статье представлена новая четырёхмерная динамическая система, способная генерировать четырёхкрылый гиперхаотический аттрактор и двухкрылый хаотический аттрактор. Динамическое поведение этой системы исследуется с использованием нескольких численных инструментов, включая бифуркационные диаграммы, спектр показателей Ляпунова и фазовые диаграммы. Показано, что предлагаемая система имеет несколько положительных показателей Ляпунова для широкого диапазона параметров, что определяет её гиперхаотическое поведение. Кроме того, мультистабильность этой системы тщательно анализируется посредством сосуществования периодических, хаотических и гиперхаотических аттракторов. Гиперхаотические паттерны этой системы делают её пригодной для шифрования мультимедийных данных. Разработан эффективный, быстрый и надёжный алгоритм аудиокриптографии, основанный на гиперхаотических последовательностях, сгенерированных этой системой. Проведены экспериментальные испытания для проверки производительности и безопасности предлагаемого метода шифрования.

Мы исследовали влияние конечного числа частиц, используемых при моделировании  методом молекулярной динамики, на флуктуации термодинамических свойств. В качестве примера была использована двумерная система Леннарда-Джонса. Двумерная система Леннарда-Джонса - это архетипическая система и предмет долгих споров о том, имеет ли она непрерывный (бесконечного порядка) или переход  первого рода в точке плавления. Мы обнаружили, что аномалии в  уравнении состояния (петли Ван-дер-Ваальса или Майера-Вуда), которые ранее считались отличительной чертой фазового перехода первого рода, в лучшем случае находятся на уровне шума, поскольку их величина  совпадает с амплитудой флуктуаций давления. Таким образом, их можно рассматривать как статистически незначительный эффект. Кроме того, мы оценили характерный статистический шум, присутствующий в компьютерном моделировании, и пришли к выводу, что он больше, чем предсказывает статистическая физика, и разница между ними  (называемая алгоритмическими флуктуациями) может быть вызвана  проблемами, связанными с компьютерной реализацией вычислений.

Нанокристаллы тетрацена, полученные методом переосаждения, исследованы с использованием методов стационарного оптического поглощения и люминесценции, а также методом магниточувствительной фотолюминесценции. Спектры стационарного поглощения указывают на то, что наночастицы тетрацена обладают кристаллической структурой. Зависимость фотолюминесценции от магнитного поля для наночастиц тетрацена почти в 40 раз слабее, чем для макрокристаллов тетрацена. Этот результат интерпретируется в рамках теоретической модели, основанной на решении уравнения диффузии для ограниченного сферического объема. Расчеты зависимости фотолюминесценции от магнитного поля на основе теоретической модели показывают, что уменьшение магнитного эффекта зависит от размера сферического объема. Согласно теоретической модели, это уменьшение может быть связано с увеличением скорости триплет-триплетной аннигиляции в ограниченном нанообъеме.

Предложена модель, описывающая процесс графитизации CVD-алмаза под действием фемтосекундного лазерного излучения. Модель сочетает в себе тепловые и кинетические аспекты, учитывая фазовый переход алмаза в графит при достижении критических условий (температуры или плотности носителей заряда). Приведена математическая модель поля температуры для лазерного источника с учетом зависимостей для энтальпии и поляризации. Разработана математическая модель фазового перехода алмаз-графит под действием лазерного излучения в рамках уравнения плотности носителей заряда. Управляющие уравнения были представлены в конечно-разностной форме и дискретизированы с использованием пятиточечного шаблона на равномерной сетке. Конечно-разностные уравнения решались по явной схеме Эйлера. Численное моделирование графитизации алмаза позволило оценить ключевые особенности начальной стадии процесса.

Многоспектральная однопиксельная система формирования изображений, работающая на трех длинах волн – 800 нм, 1050 нм и 1550 нм, – была разработана для формирования изображений природных материалов, таких как орехи. Спектральное мультиплексирование структурированных паттернов освещения было реализовано с помощью оптических элементов, а модуляция излучения была осуществлена с помощью цифрового микрозеркального устройства. Сбор данных о интегральной интенсивности рассеянного от объекта излучения осуществлялся с помощью собирающей линзы и одного фотодетектора InGaAs. В соответствии с предложенной схемой были восстановлены изображения 25 объектов на длинах волн 800 нм, 1050 нм и 1550 нм. Разрешение полученных изображений составляло 64 на 64 пикселя, время получения одного изображения – около 40 секунд. Экспериментальные результаты продемонстрировали успешное восстановление изображений природных образцов, обладающих ярко выраженными спектральными характеристиками, что подтверждает потенциал системы для определения характеристик и классификации материалов.

В этой работе представлено исследование ионной проводимости в стеклянных нанопипетках с внутренними диаметрами при вершине в диапазоне 80–100 нм, заполненных буферным раствором. Используется комбинация экспериментальных измерений и теоретического моделирования. Для описания ионной проводимости использовалась совмещенная модель Пуассона-Нернста-Планка-Навье-Стокса, учитывающая электроосмотический и электрофоретический потоки и эффекты межионного взаимодействия. Рассчитанные значения ионных токов хорошо согласуются с экспериментальными вольт-амперными характеристиками. Сравнение между рассчитанными и измеренными данными позволяет с хорошей точностью оценить внутренний диаметр при вершине нанопипетки. Моделирование также выявляет особенность в пространственном распределении электроосмотического потока в области вершины нанопипетки, управляемую геометрией вершины и апертуры нанопипетки. Полученные результаты предоставляют новые данные об ионной проводимости в наносистемах, важные для разработки аналитических платформ и инструментов на основе нанопипеток для биомедицинских задач.

В этой работе изучается полуметаллическое преобразование структуры дихалькогенида MoSeS при легировании переходным металлом. Кроме того, исследуется влияние легирования на его адсорбционную способность для газов CO, CO2, NO и NO2, H2, H2O, H2S и NH3. Эти газы рассматриваются из-за их влияния на парниковый эффект, а также на изменение климата. Теория функционала плотности (DFT) и расчеты из первых принципов используются для оценки влияния легирования Fe структуры MoSeS на энергию адсорбции (E_a) и длину (d), заряд, перемещенный между молекулами газа и структурой (∆q), а также плотность состояний (DOS). Результаты показывают, что легирование Fe структуры MoSeS приводит к значительным корректировкам ширины запрещенной зоны, так что структура может быть преобразована из полупроводниковой в металлическую или полуметаллическую. Газы NO, NO2 и O2 демонстрируют благоприятную адсорбцию на легированной структуре с максимальной адсорбционной емкостью для NO. Кроме того, легированная структура демонстрирует селективную адсорбцию для газов с различными энергиями адсорбции. Легирование дихалькогенида MoSeS переходным металлом Fe является подходящим способом для регулировки его запрещенной зоны вместе с его селективностью для адсорбции газа.

Методом проекционных присоединенных волн в рамках теории функционала электронной плотности изучено влияние кремния и пленок Ti₅Si₃ на адгезионные свойства границы раздела α-Al₂O₃/γ-TiAl и диффузию кислорода в TiAl. Показано, что формирование на границе раздела оксид–сплав промежуточных силицидных слоев может приводить к значительному понижению коэффициента диффузии кислорода. При этом адгезия на интерфейсе оксид–силицид остается высокой, тогда как для интерфейса силицид–сплав получены значения ∼2.26–2.80 Дж/м² типичные для границ раздела с металлической и металло-ковалентной связью.

С помощью ab initio расчетов в рамках теории функционала плотности (DFT) мы изучили поверхностную электронную структуру антиферромагнетика TbIr₂Si₂, который характеризуется ориентацией магнитных моментов Tb 4f перпендикулярно плоскости магнитных атомов и высокой температурой Нееля. Мы проанализировали взаимодействие между спин-орбитальными и обменными взаимодействиями и их влияние на дисперсию поверхностных состояний, находящихся в проецируемой запрещенной зоне вблизи точки M поверхностной зоны Бриллюэна, и сравнили результаты расчётов с низкотемпературными измерениями фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES).

Работа посвящена изучению фазовых равновесий в системе BiPO₄-YPO₄-(nH₂O) в мягких условиях. Показано, что при использовании метода осаждения образцы кристаллизуются в фазах рабдофана YPO₄·nH₂O и ксименгита BiPO₄. Гидротермальная обработка образцов при 160°C приводит к постепенной трансформации гексагонального фосфата иттрия со структурой рабдофана в тетрагональный ксенотим YPO₄ и гексагонального фосфата висмута со структурой ксименгита в моноклинный фосфат висмута (P2₁/n). Трансформация в устойчивые фазы ксенотима и моноклинного фосфата висмута завершается практически полностью через 28 дней изотермической выдержки в гидротермальных условиях при 160°C. Причем, чем меньше второго компонента в образцах, содержащих как Bi, так и Y, тем быстрее идет процесс структурной трансформации в устойчивую фазу. В системе формируется твёрдый раствор на основе моноклинного фосфата висмута состава Bi_0,94Y_0,06PO₄. Фаза со структурой рабдофана перед исчезновением представляет собой твердый раствор состава Y_0,8Bi_0,2PO₄·nH₂O. Размеры кристаллитов всех фаз возрастают с увеличением доли висмута в системе

Наночастицы оксида меди (CuO) были получены в условиях растворного горения с использованием глицина в качестве органического топлива и хелатирующего агента при различных окислительно-восстановительных отношениях (f = 0.2, 1.0 и 1.6). Полученные порошки были термически обработаны при 300 ℃ в течение 30 мин и охарактеризованы с помощью термогравиметрического дифференциального термического анализа (ДТА/ТГ), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), энергодисперсионной спектроскопии (ЭДС), порошковой рентгеновской дифракции (РФА) и атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС). Электрохимические характеристики были определены с помощью циклической вольтамперометрии (ЦВА). Средние размеры кристаллитов и удельная поверхность полученных образцов варьировались в диапазоне от 4.8 до 18.6 нм и от 14.4 до 78.4 м²/г. Наибольшая удельная поверхность соответствует образцу, синтезированному при f = 0.2, который также имеет наименьший размер частиц (4.8 нм). Электрохимическое поведение нанопорошков оксида меди существенно зависит от структурных и морфологических особенностей. Отличная удельная емкость микроструктуры образца CuO, синтезированного при значительном дефиците топлива (f = 0.2), объясняется его большой площадью поверхности и большим радиусом пор.

Настоящая работа посвящена исследованию механизма конверсии
углеродсодержащих топлив на многокомпонентном катализаторе состава 1,9 мас.% Pt-Ce0,75Zr0,25O2 (Pt/CZ) с использованием in-situ спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) и измерений каталитической активности. Установлено, что при нагревании и переходе из инертной атмосферы в восстановительные условия происходит выход кислорода из кристаллической решетки образцов. Это приводит к образованию кислородных вакансий в приповерхностном слое катализатора и увеличению концентрации Ce3+ более чем на 20% уже при температуре 400℃. Между тем, при возврате к исходным внешним условиям (температура, газовая смесь) происходит обратимый процесс. Использование катализаторов Pt/CZ позволяет получать до 35 об.% H2 и около 25 об.% CO в синтез-газе при парциальном окислении диметилового эфира и диметоксиметана. Таким образом, катализаторы Pt/CZ представляют большой интерес как эффективные катализаторы для конверсии углеводородов в синтез-газ, пригодный для питания батарей ТОТЭ.

Были синтезированы фазы La_0.9Sr_0.1Sc_0.9Co_0.1O_3-δ (LS) и La_0.9Sr_0.1CoO_3-δ (LC) и композитные материалы на их основе. В литературе есть данные об активности чистых или модифицированных форм LC при разложении аммиака, но нет данных об активности фазы LS и композитов LS-LC. Поэтому были исследованы стабильность и активность композитов LS-LC и исходных LS и LC в разложении аммиака. Наилучший результат разложения аммиака при температуре 700 °C и WHSV 60 000 мл NH₃·г_кат^-1·ч^-1 показывает LC — 99%, наихудший — LS — 80%. При тех же условиях активность образцов LC, 40LS-60LC и 50LS-50LC остаётся неизменной в течение 40 часов. Было обнаружено, что при разложении аммиака фаза LC распадается с образованием наночастиц кобальта и La(OH)₃, но фаза LS не претерпевает значительных изменений, что подтверждается результатами рентгеновской дифракции, ИК-спектроскопии, рамановской спектроскопии и ПЭМ.

Загрязнение воды промышленными сточными водами представляет серьезную экологическую проблему, особенно из-за присутствия опасных органических красителей. В данном исследовании представлена разработка самоочищающихся нанокомпозитных мембран на основе сульфированного тетрафторэтилена и нанолистов двухмерного графитоподобного нитрида углерода (g-C₃N₄) для эффективной очистки воды. Мембраны были синтезированы методом литья с использованием 1 мас.% и 5 мас.% g-C₃N₄ в качестве фотокаталитического наполнителя. Была проведена комплексная физико-химическая характеристика с использованием РФА, ИК-Фурье спектроскопии, СЭМ, СДО и адсорбционных испытаний. Эффективность фотокаталитического процесса оценивали в процессе разложения метиленового синего под действием видимого света. Результаты показывают, что мембраны с содержанием 5 мас.% g-C₃N₄ обладают повышенной эффективностью адсорбции (k = 0.0800 мин^–1) и заметной фотокаталитической активностью (k = 0.0071 мин^–1), что приводит к эффективному удалению красителя и самоочищению. Эти результаты подчеркивают потенциал гибридных мембран из полимерных наноматериалов для устойчивой очистки сточных вод. Предлагаемые мембраны являются многообещающим решением для удаления опасных органических загрязнителей при сохранении долгосрочной эксплуатационной стабильности.

Гидрофобные перовскитные квантовые точки CsPbBr₃ (ПКТ) были синтезированы методом лиганд-ассистированного осаждения с использованием различных антирастворителей. Было проведено исследование для оценки влияния антирастворителей на свойства синтезированных ПКТ. Для получения ПКТ, стабильных в полярных средах и обладающих поверхностными функциональными группами для дальнейшей конъюгации с биомолекулами, поверхность наночастиц была модифицирована 2-бромизовалериановой кислотой (Br-iVA), цетиловым спиртом (CtA) и 3-аминопропилтриэтоксисиланом (APTES). ПКТ, модифицированные Br-iVA, продемонстрировали наибольшую стабильность в полярных растворителях и воде, сохраняя свою стабильность до 90 дней.

Гидрофильные квантовые точки (КТ) CdTe, CdTe/ZnS и многослойные CdTeSe/CdS/CdZnS/ZnS исследованы методом капиллярного зонного электрофореза. Изучено влияние факторов электрофоретического процесса на параметры миграции КТ и подобраны условия анализа КТ. В данном исследовании было показано, что по изменению типа электрофореграмм можно сделать вывод о неоднородности образцов квантовых точек по размерам, эффективности синтеза и очистки квантовых точек, а также о процессах их деградации в водной среде.

Представлены результаты исследований влияния цеолита клиноптилолита, фосфорно-цеолитных и цеолитно-органических удобрений на прорастание семян и рост многолетних бобовых трав - клевера лугового (Trifolium pratense), галеги восточной (Galega orientalis), эспарцета песчаного (Onobrychis arenaria) методом лабораторного фитотестирования на серой лесной почве. Установлено, что в результате заполнения интерполимерного комплекса цеолитом клиноптилолитом между карбонильными группами полиакриламида и силанольными группами минерала образуются водородные связи и формируется органо-минеральный комплекс. Показано, что механоактивированная клиноптилолитсодержащая порода (доза механической энергии 2,4 кДж/г) и комплекс интерполимера поливиниловый спирт/полиакриламид, полученный при смешении эквиобъемных водных растворов с концентрацией 4 г/дл, наполненных 0.4 мас. % механически активированной клиноптилолитсодержащей породы (доза механической энергии 3,8 кДж/г) положительно влияют на всхожесть и длину стебля многолетних бобовых трав клевера лугового, галеги восточной и эспарцета песчаного в темно-серой лесной почве.

Исправление аффилиации Максима С. Плеханова