16оптимальной геометрии комплекса c различным числом фрагмента ПАНИ (n = 1, 2, 8) наблюдается его сближение с отдельными частями ПХ. Отрицательные значения стерической энергии комплексов фрагментов ПАНИ и ПХ также свидетельствуют о возможности их образования в процессе окислительной полимеризации анилина и формирования селективных сайтов связывания ПХ.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (в рамках научного проекта № 18-29-08033).
Библиографический список
1. Шишов М.А., Мошников В.А., Сапурина И.Ю. Наноструктуры олиго- и полианилина и их свойства // Физика и химия стекла. 2010. Т.37. т. 37. С.147-154.
2. Куликов A.B., Шишлов M.H., Изучение природы парамагнитных центров в полианилине методом СКВИД-магнитометрии // Изв. PAH. Cер. хим. 2010. Т.5. С.890-890.
3. Pidenko P.S., Pidenko S.A., Skibina Y.S., Zacharevich A.M., Drozd D.D., Goryacheva I.Y., Burmistrova N.A. Molecularly imprinted polyaniline for detection of horseradish peroxidase. // Anal. Bioanal. Chem. 2020. V.412. №24. P.6509-6517.
4. Alema C., Ferreira C.A., Torras J., Meneguzzi A., Canales M., M.A.S. Rodrigues, Casanovas J. On the molecular properties of polyaniline: A comprehensive theoretical study // Polymer. 2008 V.49 P.5169-5176.
НОВЫЙ МАГНИТОМЯГКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ
ПРИМЕНЕНИЙ
C.B. Стецюра, П.Г. Харитонова, И.В. Маляр Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского E-mail: [email protected]
Аннотация: В данной работе исследуются магнитные свойства гетерогенных плёночных образцов на основе CdS, полученных термическим испарением в вакууме и легированных атомами железа из ограниченного источника в результате отжига. По проведенным измерениям кривых намагниченности и магнитной восприимчивости рассматриваемый материал на основе твердого раствора Cd^e^S можно отнести к классу магнитомягких и идентифицировать в нем наличие парамагнитной и ферромагнитной фаз.
Ключевые слова: магнитомягкий материал, гетерогенный материал, кривые намагниченности, магнитная восприимчивость, сульфиды кадмия и железа, твердый раствор.
В настоящее время магнитные материалы применяют в различных отраслях, таких как энергетика, полупроводниковая электроника, фотоника, медицина, в частности, при производстве диагностической техники [1] и создании материалов тераностики с применением магнитных наночастиц [2]. В медицинской диагностике активно используются датчики магнитного поля [3,4] на основе магнитных и полумагнитных материалов. Применение перспективных магнитомягких материалов в качестве элементов для магнитных датчиков представляет научный и
практический интерес для биомедицинских исследований и производства медицинской техники, поскольку они обладают более высокими значениями индукции насыщения и магнитной проницаемости, низкой коэрцитивной силой и малыми магнитными потерями.
В данной работе объектом исследования являются материалы типа CdxFe1-xS, которые относятся к магнитомягким (полумагнитным) полупроводниковым материалам. Этот материал может быть применён для разработки различных датчиков на его основе с хорошей чувствительностью и новыми функциональными возможностями. Основное качественное отличие между полумагнитным полупроводниковым материалом и обычным полупроводником состоит в наличии для первых обменного взаимодействия между магнитными ионами и носителями заряда, которое начинает проявляться только при наложении внешнего магнитного поля.
Существует множество способов получения плёнок CdS и их легирования [5-7]. Для данного исследования были получены гетерогенные тонкопленочные образцы CdS, легированные железом из ограниченного источника, методом термического испарения в вакууме с последующим высокотемпературным отжигом.
Ввиду ограниченной растворимости Бе в CdS во время отжига образуется гетерогенный материал на основе твёрдых растворов CdхFe1-xS. В условиях высокотемпературного отжига на воздухе образцов, состоящих из компонентов с низкой взаимной растворимостью, можно ожидать образование преципитатов из атомов железа, сульфидов и оксидов железа.
На рисунке 1 представлены результаты измерений кривых намагниченности полученных образцов гетерогенных материалов на основе твёрдых растворов CdхFe1-xS. Анализ экспериментальных изотерм намагниченности позволяет разделить ферромагнитную и парамагнитную фазы. Ферромагнитная фаза является мягким магнитом, характеризующимся коэрцитивной силой Не = 44 Э, с предельной удельной намагниченностью Мб = 1,15 ети^.
Магнитное поле, Э
Рис.1. Обработанная изотерма намагниченности отожжённого образца гетерогенного материала на основе твердого раствора
Как видно петля является достаточно «узкой». Узкие петли магнитного гистерезиса наблюдаются у магнитомягких материалов, что также свидетельствует о принадлежности данного материала к этому классу.
Для разных классов веществ характерны различные значения магнитной восприимчивости %. Так для диамагнетиков и парамагнетиков значения % практически не зависят от напряжённости магнитного поля и составляют величину ~10-4 - 10-6. В ферромагнетиках % может достигать весьма больших значений, при этом наблюдается сильная зависимость от напряжённости приложенного поля. Магнитная восприимчивость парамагнетиков уменьшается с ростом температуры, подчиняясь закону Кюри-Вейса. У ферромагнетиков магнитная восприимчивость с ростом температуры увеличивается, достигая резкого максимума вблизи точки Кюри.
На рисунке 2 представлена температурная зависимость значений % гетерогенных полупроводниковых плёночных образцов СёхЕе1-х8, Зависимость была получена с помощью магнетометра с вибрирующим
Температура, "С
Рис. 2. Зависимость магнитной восприимчивости от температуры для отожжённого образца гетерогенного материала на основе твердых растворов CdxFe1-xS
При комнатных температурах образец показывает парамагнитные свойства, а по мере увеличения наблюдается характерный для ферромагнитных образцов локальный пик. Проведенные дополнительно измерения подтверждают гетерогенность отожжённого образца CdS: Бе и наличие в нем парамагнитной и ферромагнитной фаз. Таким образом, получен новый магнитомягкий материал, сочетающий свойства твердого раствора CdxFe1-xS и наноразмерных фаз, предположительно маггемита и сульфида железа, перспективный, благодаря своей многофункциональности, для применения в электронике и медицине.
Библиографический список
1. Куротченко Л. В., Куротченко С. П., Луценко Ю. А., Субботина Т. И., Яшин А. А. Магнитотерапевтический аппарат для лечения импульсным бегущим магнитным полем // Вестник новых медицинских технологий. 2006. Т. 13. №1. С.160.
2. Никифоров В.Н. Биомедицинские применения магнитных наночастиц // Наука и технологии в промышленности. 2011. №1. С.90-99.
3. Ичкитидзе Л.П., Базаев Н.А., Телышев Д.В., Преображенский Р.Ю., Гаврюшина М.Л. Датчики магнитного поля в медицинской диагностике // Медицинская техника. 2014. № 6(288). С.19-23.
4. Петрова А.Р., Петров Р.В. Магнитоэлектрические датчики магнитного поля. Перспективы применения // Вестник новгородского государственного университета. 2018. № 4(110). С.4-9.
5. Стецюра С. В., Маляр И. В., Харитонова П. Г. Формирование наноразмерных и субмикронных стоков радиационных дефектов на поверхности фотопроводника // Прикладная физика. 2018. № 4. C. 68 - 73.
6. Вениг С.Б., Стецюра С.В., Глуховской Е.Г., Климова С.А., Маляр И.В. Формирование металлических кластеров в органическом монослое, полученном методом Ленгмюра // Нанотехника. 2009. Т. 3. Вып. 19. С. 49-54.
7. Rokakh A.G., Stetsyura S.V., Trofimova N.B., Elagina N.V. Stabilizing effect of doping with PbS on properties of CdSxSel-x wide-gap photoconductors // Inorganic Materials. 1999. Т. 35. № 5. С. 452-454.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РЕЗУЛЬТАТИВНОСТЬ АДСОРБЦИИ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ ИЗ РАСТВОРА
А.А. Масленникова, А.В. Козловский, С.В. Стецюра Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского E-mail: [email protected]
Аннотация: На этапе формирования буферного слоя полиэтиленимина и чувствительного слоя глюкозооксидазы биосенсорной структуры с полупроводниковым преобразователем сигнала исследовано влияние освещения полупроводниковой подложки оптическим излучением (физический фактор) и варьирования ионной силы растворов полиэлектролитов (химический фактор) на морфологию формирующихся органических нанослоев. Выводы сделаны на основе статистического анализа изображений атомно-силовой микроскопии.
Ключевые слова: фотостимулированная адсорбция, ионная сила раствора, полупроводник, фермент, полиэлектролит.
В настоящее время ферментные биосенсоры широко представлены на рынке, поскольку используются при анализе разнообразных биологических жидкостей и растворов в медицине, экологии, пищевой промышленности. Несмотря на популярность и многочисленные разработки в этой области проблемными характеристиками биосенсоров до настоящего времени остаются недостаточная чувствительность к
