Погребняк А.Д., Кылышканов М.К., Тюрин Ю.Н., Каверина А.Ш., Якущенко И.В., Борисенко А.А., Постольный Б.А., Кулик И.А. «Анализ свойств и структура оксидированых покрытий, полученных на Al–Cu- и Al-Mg-сплавах» Журнал технической физики, 82, № 6, с. 106-114 (2012)

Представлены результаты новых исследований по созданию защитных оксидных покрытий на основе Al₂O₃ (Si, Mn) на сплавах алюминия с помощью электролитно-плазменного оксидирования. Анализ проводился с помощью растровой электронной микроскопии SEM с EDS (энергодисперсным микроанализом), а также рентгенофазового анализа (XRD), Резерфордовского обратного рассеяния ионов (RBS) 4He+ и протонов, применения наноиндентора и тестов на износ, определения коэффициента трения и акустической эмиссии. Результаты показали, что формируются покрытия хорошего качества с высокой твердостью и стойкостью к износу, а также малой температуропроводностью. Обнаружено, что наряду с Al2O3 в покрытии находятся Si, Mn, C и Ca. Определена стехиометрия данного покрытия. Плотность и твердость покрытия близка по значениям к таковым у α фазы Al₂O₃ в покрытии на подложке Al–Cu (D-16), а на покрытии, осажденном на подложке Al–Mg (S006), эти величины в 1.5 раза меньше.

Тулкина А.Н. «Определение частот и форм колебаний стержневой системы, содержащей нанообъект, на основе теории С.П. Тимошенко» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, № 1, с. 144-154 (2011)

На основе теории С.П. Тимошенко получены точные решения задач о свободных и вынужденных колебаниях стержневой системы кантилевер–исследуемый нанообъект, используемой в конструкции атомного силового микроскопа при проведении экспериментов. Система состоит из двух шарнирно соединенных стержней, противоположные концы которых жестко защемлены. Дано развитие построенного решения на случай, когда между стержнями введена линейная упругая связь с заданным коэффициентом податливости. Получены частотные уравнения в задачах о свободных колебаниях и их решения, дающие спектры частот. Расчетные формулы для определения прогибов позволяют в дальнейшем получать выражения для изгибающих моментов и поперечных сил. В задаче о вынужденных колебаниях системы получены условия динамического гашения колебаний исследуемого объекта. Выполнены числовые расчеты, результаты которых иллюстрируются в таблицах и на графиках, показывающих влияние варьирования геометрических исходных данных элементов системы, а также сравнение с результатами классической теории Бернулли–Эйлера.

Латышева Е.Н., Пирозерский А.Л., Чарная Е.В., Кумзеров Ю.А., Фокин А.В., Недбай А.И., Бугаев А.С. «Полиморфизм сплавов Ga-In в условиях наноконфайнмента» Физика твердого тела, 57, № 1, с. 124-128 (2015)

Представлены результаты акустических исследований плавления и кристаллизации индий-галлиевых сплавов различного состава, внедренных в пористые стеклянные матрицы с размером пор 18 nm. Показано, что в зависимости от состава сплава в нанопорах возможно образование α- и β-кристаллических модификаций галлия. Доля β-Ga увеличивалась с ростом концентрации индия в сплаве. Выявлена стабилизация β-Ga в условиях ограниченной геометрии. Наблюдалось уширение области плавления α-фазы галлия и сужение области плавления β-Ga по сравнению с соответствующими объемными сплавами.

Бауэр С.М., Ермаков А.М., Каштанова С.В., Морозов Н.Ф. «Применение неклассических моделей теории оболочек к исследованию механических параметров многослойных нанотрубок» Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1: Математика. Механика. Астрономия, № 1, с. 22-30 (2011)

Исследуется напряженно-деформированное состояние многослойных анизотропных цилиндрических оболочек, находящихся под действием локального давления. Такая задача может моделировать прогиб асбестовой нанотрубки, на которую воздействует исследовательский зонд. В более ранних работах авторов показано, что применение классических теорий оболочек дает далекий от экспериментальных данных результат. Учет же дополнительных факторов, таких как изменение модуля сдвига в поперечном направлении (по теории Тимошенко–Рейсснера), слоистость структуры асбеста и цилиндрической анизотропии (теория Родиновой–Титаева–Черныха (РТЧ)) приводит к более точным результатам. В данной работе авторы для решения задачи применяют еще одну теорию оболочек теорию Палия–Спиро (ПС), разработанную для оболочек средней толщины и основанную на следующих гипотезах: а) прямолинейные волокна оболочки, перпендикулярные к ее срединной поверхности до деформации, остаются после деформации также прямолинейными; б) косинус углу наклона оболочки таких волокон к срединной поверхности деформированной оболочки равен осредненному углу поперечного сдвига. Исследованы поля деформаций с использованием неклассических теорий оболочек (РТЧ и ПС) и проведено сравнение с результатами, полученными для трехмерных моделей при использовании пакета Ansys 11.

Рехвиашвили С.Ш. «Дислокационный механизм трения при взаимодействии нанозонда с поверхностью твердого тела» Журнал технической физики, 72, № 2, с. 140-142 (2002)

Предлагается дислокационный механизм силы трения между зондом атомно-силового микроскопа и атомарно-гладкой поверхностью твердого тела, согласно которому контактная зона представляется краевой дислокацией. С помощью атомно-силового микроскопа измерена трибоакустическая эмиссия, особенности которой указывают на дислокационный характер трения. Проведен аналитический расчет силы трения для иглы параболической формы.

Яхно Т.А., Яхно В.Г., Санин А.Г., Санина О.А., Пелюшенко А.С. «Белок и соль: пространственно-временные события в высыхающей капле» Журнал технической физики, 74, № 8, с. 100-108 (2004)

Проведено исследование процессов самоорганизации в высыхающих каплях биологических жидкостей и водных растворов, содержащих белок и соль в разных соотношениях, на твердой подложке. С помощью морфологических и гистохимических методов показано, что фазовый переход солей происходит в недрах предварительно сформированной гелеобразной органической матрицы, физические свойства которой влияют на морфологические особенности формирующихся солевых паттернов и кинетику процесса кристаллизации соли. Показано также, что дозированное повреждение белка в составе белково-солевых растворов с помощью УФ облучения нарушает формирование регулярного геля и вносит элементы хаоса в образование солевых паттернов. Разработан новый методический подход для исследования процесса самоорганизации путем регистрации изменения акустомеханического импеданса в высыхающих каплях. Высказано мнение, что динамические параметры кристаллизации солей в высыхающих каплях несут информацию о составе жидкости в целом.

Яхно Т.А., Казаков В.В., Санина О.А., Санин А.Г., Яхно В.Г. «Капли биологических жидкостей, высыхающие на твердой подложке: динамика морфологии, массы, температуры и механических свойств» Журнал технической физики, 80, № 7, с. 17-23 (2010)

С целью уточнения механизмов процесса самоорганизации в высыхающих каплях биологических жидкостей исследованы временные изменения их морфологии, массы, температуры и интегральных механических свойств. В экспириментах использована дистиллированная вода, физиологический (0.9 wt.%) водный раствор NaCl, 7 wt.% раствор бычьего сывороточного альбумина (BSA) в воде и 7 wt.% раствор BSA в физиологическом растворе. Показано, что динамика массы капли высыхающих растворов может быть описана наклонной прямой, имеющей два небольших нелинейных участка – в начале и в конце процесса высыхания. Раннему нелинейному участку соответствует также более интенсивное снижение температуры, которое становится менее интенсивным и стабилизируется по мере формирования слоя насыщенного пара над каплей. Поздний нелинейный участок в динамике массы капли растворов связан с замедлением диффузии воды через отвердевающую среду. Динамика температуры высыхающих капель определяется суммой эндотермиеских (испарение воды) и экзотермических (кристаллизация соли, гелеобразование) фазовых переходов. Динамика фазовых переходов в высыхающих каплях изменяет их механические свойства, что может быть выявлено методом акустической импедансометрии.

Александров И.А., Гриценко О.Т., Гетманова Е.В., Оболонкова Е.С., Серенко О.А., Шевченко В.Г., Александров А.И., Музафаров А.М. «Особенности поведения нано- и микрокомпозитов на основе полистирола в условиях быстрого сжатия» Журнал технической физики, 81, № 4, с. 62-66 (2011)

Исследованы композиты на основе полистирола (ПС) и гибридных наноразмерных частиц молекулярного силиказоля типа "ядро–оболочка" при быстром сжатии. Установлено, что при достижении критического давления ПС и композиты на его основе мгновенно разрушаются. Этот процесс сопровождается излучением электромагнитных и акустических волн. Состав композита и размер частиц наполнителя изменяют как порог критического давления при взрыве материалов, так и частотные характеристики возникающих при этом электромагнитных и акустических волн. Разрушение полимера и композитов на его основе сопровождается формированием фибриллярной структуры.

Александров И.А., Гриценко О.Т., Перов Н.С., Гетманова Е.В., Оболонкова Е.С., Серенко О.А., Шевченко В.Г., Александров А.И., Музафаров А.М. «Разрушение нанокомпозитов на основе полистирола и молекулярного силиказоля в условиях быстрого сжатия» Журнал технической физики, 83, № 1, с. 93-98 (2013)

Исследованы композиты на основе полистирола и гибридных наноразмерных частиц молекулярного силиказоля типа ядро-оболочка при быстром сжатии. Установлено, что при достижении критического давления полистирол и композиты на его основе мгновенно разрушаются. Этот процесс сопровождается излучением электромагнитных и акустических волн. Состав композита изменяет порог критического давления при взрыве материалов, частотные характеристики возникающих при этом электромагнитных и акустических волн. Показано, что при концентрации наполнителя более 10 wt.% механизм переноса зарядовой плотности отличен от менее наполненных систем.

Зайцев Б.Д., Шихабудинов А.М., Кузнецова И.Е. «Экспериментальное исследование влияния температуры на диэлектрическую проницаемость нанокомпозитных материалов с наночастицами железа в матрице полиэтилена высокого давления» Письма в Журнал технической физики, 36, № 13, с. 58-65 (2010)

Экспериментально исследовано влияние температуры на диэлектрическую проницаемость нанокомпозитных образцов, содержащих различную концентрацию наночастиц железа, внедренных в объем полиэтилена высокого давления. Обнаружено, что с ростом температуры от 0 до 40°C диэлектрическая проницаемость исследуемого нанокомпозитного материала уменьшается для всех концентраций наночастиц. В целом, полученные результаты могут быть полезны для разработки термостабильных акустических волноводов.