Представлен обзор, касающийся применения твердых дисперсных систем в фармации. Рассмотрены основные методы получения твердых дисперсий. Метод «удаления растворителя» является наиболее простым: в растворителе растворяют лекарственного вещества и носитель с его последующим выпариванием. Метод сплавления заключается в нагревании смеси лекарственного вещества с носителем выше температуры плавления с последующим отверждением при быстром охлаждении. Метод совместного измельчения основан на совместном использовании энергии сжатия, сдвига и трения для перевода находящегося в твердом состоянии лекарственного вещества и носителя в аморфное состояние. Метод « замешивания» является разновидностью метода совместного измельчения. В данном случае растворитель выполняет одновременно несколько функций: растворяет один из компонентов, а также проникает в микротрещины кристаллов другого компонента, оказывая расклинивающее действие и способствуя измельчению и взаимопроникновению одного вещества в поры другого. Метод с использованием агентов, стабилизирующих аморфное состояние лекарственного вещества, заключается в смешивании следующих компонентов: умеренно растворимого лекарственного вещества, агента, индуцирующего переход системы в аморфное состояние и агента, стабилизирующего ее аморфное состояние. Полученная смесь подвергается термической или механохимической обработке. Для получения твердых дисперсных систем также используются комбинации методов. Приведены примеры полимеров и веществ не полимерной природы, используемых в качестве носителей в твердых дисперсных системах. Изучены работы авторов, посвящённые созданию и исследованию твердых дисперсий различных фармацевтических субстанций, а также лекарственных форм, полученных на основе данных твердых дисперсий.
Конденсированные среды и межфазные границы
2020. — Выпуск 2
Содержание:
Целью данной работы является синтез и исследование свойств синтетического айкинита, PbCuBiS3. Синтез проводили в откачанных кварцевых ампулах в течение 7-8 ч, максимальная температура составляла 1250-1325 К. Далее образцы охлаждали и выдерживали при 600 К в течение недели. Потом ампулы вскрывали, образцы тщательно перетирали и после плавки отжигали при 600-800 К в зависимости от состава не менее двух недель для приведения образцов в равновесное состояние. Отожженные образцы исследовали методами дифференциально-термического (ДТА), рентгенофазового (РФА), микроструктурного (MCA) анализов, а также измерением микротвердости и определением плотности. РФА проводили на рентгеновском приборе модели Д 2 PHASER с использованием CuKa- излучении Ni-фильтр. Комплексом методов физико-химического анализа изучены разрезы CuBiS2-PbS, Cu2S-PbCuBiS3, Bi2S3-PbCuBiS3, PbBi2S4-PbCuBiS3, PbBi4S7-PbCuBiS3 квазитройной системы Cu2S-Bi2S3-PbS и построены их фазовые диаграммы. Установлено, что кроме сечения PbBi2S4-PbCuBiS3 все разрезы квазибинарные и характеризуются наличием ограниченных областей растворимости на основе исходных компонентов. При изучении разреза CuBiS2 -PbS установлено образование четверного соединения состава PbCuBiS3, встречающееся в природе в виде минерала айкинита, плавящегося конгруэнтно при 980 К. Установлено, что соединение PbCuBiS3 кристаллизуется в ромбической сингонии с параметрами решетки: а = 1.1632, b = 1.166, с = 0.401 нм, прост. группа Pnma, Z = 4. Методами ДТА и РФА установлено, что соединение PbCuBiS3 является фазой переменного состава с областью гомогенности от 45 до 52 мол. % PbS. Соединение PbCuBiS3 является дырочным полупроводником с шириной запрещенной зоны АЕ = 0.84 эВ.
Ключевые слова
Целью настоящей работы является исследование физического базиса межфазной адгезии в системе полимер -углеродные нанотрубки. Эта цель реализуется на примере нанокомпозитов полипропилен/углеродные нанотрубки (нановолокна) в рамках фрактального анализа. В силу своей высокой степени анизотропии и низкой поперечной жесткости углеродные нанотрубки (нановолокна) формируют в полимерной матрице нанокомпозита кольцеобразные формирования, структурно аналогичные макромолекулярным клубкам разветвленных полимеров. Это обстоятельство позволяет моделировать структуру нанокомпозитов полимер/углеродные нанотрубки (нановолокна) как полимерный раствор, используя для этой цели методы фрактальной физической химии. При таком подходе предполагается, что роль макромолекулярных клубков играют кольцеобразные формирования углеродных нанотрубок, а роль растворителя - полимерная матрица. Предложенная модель позволяет выполнить структурный анализ уровня межфазных взаимодействий полимерная матрица-нанонаполнитель или уровня межфазной адгезии. Обнаружено, что большая часть контактов между углеродными нанотрубками и полимерной матрицей, которые определяют указанный уровень, формируются внутри кольцеобразных формирований. В рамках фрактального анализа показано, что снижение радиуса кольцеобразных формирований или их компактизация приводит к росту фрактальной размерности, что затрудняет доступ матричного полимера в их внутренние части. Следствием этого эффекта является уменьшение числа контактов полимер-нанонаполнитель и значительное снижение уровня межфазной адгезии. Альтернативно этот эффект может быть описан как следствие компактизации кольцеобразных формирований, выраженной ростом их плотности. Показана прямая взаимосвязь показателя межфазной адгезии (безразмерного параметра Ъа) как с числом контактов полимер-углеродные нанотрубки, так и с объемом кольцеобразных формирований, доступным для проникновения полимера в их внутренние области. Количественный анализ продемонстрировал, что доля контактов, формирующихся на поверхности кольцеобразных формирований углеродных нанотрубок (нановолокон) составляет только ~ 7-10 %. Предложенная модель позволяет получить взаимосвязь между структурой нанонаполнителя в полимерной матрице и уровнем межфазной адгезии для нанокомпозитов этого класса. С практической точки зрения результаты позволяют определить структуру углеродных нанотрубок (нановолокон), необходимую для достижения наибольшего уровня межфазной адгезии.
Ключевые слова
К настоящему времени всесторонне изучены двойные молибдаты одно- и четырёхвалентных элементов, достаточно полно исследованы системы с молибдатами одно- и трёхвалентных элементов. Некоторые материалы на основе двойных молибдатов, например, содержащие лантаниды, являются перспективными для лазерной техники и электроники. Между тем, сведения о свойствах, особенно оптических, у молибдатов, содержащих редкоземельные элементы и цирконий, ограничены. Целью данной работы являлось исследование люминесцентных свойств самоактивированных тербийсодержащих циркономолибдатов составов Tb2Zr3(MoO4)9 (1:3) и Tb2Zr(MoO4)5 (1:1), кристаллизующихся в двух разных структурных типах. Порошковые образцы исследуемых молибдатов синтезированы керамической технологией. В работе использованы методы измерения спектров поглощения, возбуждения и люминесценции с помощью спектрофотометра Perkin Elmer Lambda 950. Люминесценция возбуждалась ксеноновой лампой ДКСШ-250 мощностью 250 Вт через монохроматор МДР-2 и регистрировалась с помощью двойного монохроматора СДЛ-1 с решеткой 600 штрихов/мм. В работе исследованы оптические свойства новых циркономолибдатов, содержащих ионы Tb3+. В них обнаружена яркая люминесценция в зелёной области спектра, обусловленная переходами внутри 4f- оболочки редкоземельного иона Tb3+, возбуждающегося как в полосах, связанных с 4f-4f переходами, так и в полосе с переносом заряда. Идентифицированы наблюдаемые спектральные линии и полосы люминесценции и возбуждения. Показано, что положение широкой полосы возбуждения, связанное с переходами «с переносом заряда» от O2- в группах MoO42- через связи Mo-O к люминесцентным центрам (Tb3+), не зависит от структуры матрицы. Структура и интенсивность наблюдаемых спектральных линий, свидетельствующие о низкой симметрии кристаллического окружения Tb3+, коррелируют с данными структурного анализа. Полученные в работе результаты могут быть использованы при создании перспективных люминофоров в зеленой области спектра при ультрафиолетовом возбуждении.
Ключевые слова
Показано, что фазовое превращение палладия в собственную фазу при селективном растворении сплава Ag15Pd протекает в режиме мгновенной нуклеации и лимитируется поверхностной диффузией ад-атомов Pd к растущему трехмерному зародышу новой фазы. С применением нестационарных электрохимических методов установлены кинетические закономерности процесса элекгроокисления муравьиной кислоты на сплаве Ag15Pd, подвергнутом предварительному селективному растворению. Найдено, что процесс анодной деструкции НСООН в кислом сульфатном растворе протекает с более высокой скоростью на анодно-модифицированном сплаве Ag15Pd, поверхность которого морфологически развита и обогащена палладием в результате потенциостатического селективного растворения при закритических условиях поляризации. Процесс элекгроокисления НСООН является нестационарным, протекает в смешанно-кинетическом режиме и ускоряется с ростом анодного потенциала. С применением метода хроноамперометрии найдены кинетические токи анодного окисления муравьиной кислоты. Обнаружена корреляция между значением электрического заряда, пропущенного при предварительной анодной модификации сплава Ag15Pd и скоростью кинетической стадии элекгроокисления НСООН.
Ключевые слова
Исследована роль эффекта морфологической неоднородности поверхности электрода в вольтамперометрическом отклике необратимого электрохимического процесса, протекающего в смешанно-кинетическомрежиме. Разработан алгоритм численного моделирования электродной реакции, включающей последовательные стадии необратимого переноса заряда и диффузионного массопереноса, с применением метода конечных элементов в компьютерном пакете Comsol Multiphysics. Численным решением диффузионно-кинетической задачи получены поляризационные кривые необратимого электрохимического процесса на электродах с шероховатой поверхностью, формируемой неровностями различного геометрического типа (синусоидальная поверхность, поверхность с выступами, трапецеидальная поверхность, пилообразная поверхность и «случайная» поверхность). Установлены условия использования вольтамперометрического метода изучения кинетики электрохимических процессов, при которых необходимо учитывать шероховатость электрода. Найдено, что при относительно больших скоростях сканирования потенциала вольтамперометрический максимум на поляризационной кривой формируется в условиях весьма малой толщины диффузионного слоя, который повторяет профиль шероховатой поверхности, поэтому сила тока пика пропорциональна фактору шероховатости. Если же скорость сканирования относительно мала, то к моменту достижения пика на вольтамперограмме фронт диффузии полностью сглаживается, и шероховатость поверхности электрода уже не влияет на ток максимума. При этом форма неровностей, ответственных за шероховатость, не оказывает заметного влияния на вольтамперометрическом отклике необратимого электрохимического процесса.
Ключевые слова
Установлено образование нового двойного бората K3Eu3B4O12. По данным уточнения кристаллической структуры методом Ритвельда соединение, кристаллизуется в моноклинной сингонии с параметрами элементарной ячейки a = 10.6727(7) A, b = 8.9086(6) А, с = 13.9684(9) A, β = 110.388(2) ° (пр. гр. P2/c). Структура K3Eu3B4O12 представляет собой ажурные слои [Eu8(BO3)8]∞, расположенные почти параллельно плоскости ab, образованные пятиугольными бипирамидами EuO7, октаэдрами EuO6 и присоединенными к ним через общие вершины треугольниками BO3. Связь между соседними слоями осуществляется посредством пятиугольных бипирамид EuO7 треугольников BO3 и катионов калия. В спектре люминесценции наблюдается доминирование заметной полосы на длине волны 611 нм, обусловленной переходом 5D0→7F2 иона Eu3+.
Ключевые слова
Подавляющая часть мирового рынка солнечных фотоалекгрическихустройств основывается на кремниевых технологиях. Актуальной задачей является повышение эффективности их работы за счет использования люминесцентных покрытий, в том числе преобразующих излучение из УФ-синей области спектра в ближний инфракрасный диапазон, где кремний поглощает излучение с наибольшей эффективностью (стоксовая, или даун-конверсионная люминесценция) или из инфракрасной области спектра в ближний инфракрасный диапазон (ап-конверсионная люминесценция). Целью данного исследования были синтез и исследование спектрально-кинетических характеристик однофазных твердых растворов Y1-x-yEuxYbyF3 и определение квантового выхода даун-конверсионной люминесценции. Методом высокотемпературного сплавления были синтезированы однофазные образцы твердых растворов Y1-x-yEuxYbyF3 ромбической сингонии. Для серий образцов с различным соотношением Eu3+/Yb3+ при двойном допировании этими ионами было подтверждено образование соответствующих твердых растворов с кристаллической решеткой фазы β-YF3. Химический состав установлен энергодисперсионным анализом и было определено, что он соответствует номинальному. Показано, что при возбуждении на длинах волн 266 и 296 нм наблюдается люминесценция как ионов Eu3+, так и ионов Yb3+, что свидетельствует об перспективе их использования в качестве сенсибилизаторов УФ излучения. При этом при возбуждении на длине волны 266 нм регистрируется люминесценция ионов Eu2+. Максимальные квантовые выходы даун-конверсионной люминесценции иттербия в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн со значением 2.2 % при возбуждении на длине волны 266 нм были зарегистрированы для YF3:Eu:Yb при соотношениях Eu3+:Yb3+ 0.1:10.0 и 0.05:5.00.
Ключевые слова
Интерес к изучению систем, содержащих сульфиды формулой AIBIIICVI 2, обусловлен, прежде всего, открывающимися возможностями их практического использования в изготовлении нелинейных оптических приборов, детекторов, солнечных батарей, фотодиодов, люминофоров и др. Поэтому в связи с поиском новых перспективных материалов на основе тиогаллата серебра и железа целью этой работы является исследование квазибинарного разреза FeGa2S4-AgGaS2 четырехкомпонентной системы Fe-Ag-Ga-S. Синтез сплавов системы AgGaS2-FeGa2S4 проводили из лигатур с использованием высокой чистоты: железа - 99.995 %, галлия - 99.999 %, серебра - 99.99 % и серы - 99.99 %. Исследование сплавов проводили методами дифференциально-термического, рентгенофазового, микроструктурного анализов, а также измерением микротвердости и определением плотности. Методами физико-химического анализа впервые изучена и построена Т-x фазовая диаграмма разреза AgGaS2-FeGa2S4, который является внутренним сечением квазитройной системы FeS-Ga2S3-Ag2S. Установлено, что система относится к простому эвтектическому типу. Состав эвтектической точки: 56 мол. % FeGa2S4 и Т = 1100 К. На основе исходных компонентов были определены области твердых растворов. Растворимость на основе FeGa2S4 и AgGaS2 при эвтектической температуре достигает до 10 и 16 мол. % соответственно. С уменьшением температуры твердые растворы сужаются и при комнатной температуре составляют на основе тиогаллата железа (FeGa2S4) 4 мол. % AgGaS2, а на основе тиогаллата серебра (AgGaS2) 11 мол. % FeGa2S4.
Ключевые слова
В различных системах вблизи точек фазовых переходов наблюдаются неравновесные флуктуации по типу нелинейного броуновскго шума. Такие неравновесные процессы, как правило, являются предвестниками разрушения и деградации материалов. Наблюдение вблизи точки плавления Tm переходных явлений предплавления, аномальное поведение с температурой некоторых физических параметров, указывают на то, что по мере приближения к точке плавления структура и свойства твердого тела претерпевают изменения, как правило, нелинейно зависящие от скорости нагревания. Для характеристики состояния сложных динамических систем необходимо рассчитать показатель формы флуктуационного спектра, который несет информацию о происходящих в системе процессах и взаимосвязях различных подсистем. По изменению спектральных характеристик флуктуационных процессов можно судить не только о состоянии системы, но и разрабатывать методики прогноза ее эволюции. Цель настоящей работы - параметризация тепловых флуктуаций в области предплавления ионных кристаллов KI и изучение зависимости спектральных параметров от кинетических режимов нагревания. Для определения спектральных характеристик тепловых флуктуаций в области предплавления KI в различных кинетических режимах использовался вейвлет-анализ. Вейвлетный анализ соединяет возможности, присущие классическому спектральному Фурье-анализу, с возможностями локального исследования различных флуктуационных и колебательных процессов в частотном и временном пространстве. Это позволяет выявлять особенности процессов на различных временах и масштабах эволюции системы. Вейвлет-преобразование колебательных процессов позволило получить информацию о динамике развития сложных систем в различных неравновесных условиях. Показано, что тепловые флуктуации в области предплавления KI представляют собой нелинейный броуновский шум с показателем самоподобия β ~ 2. С помощью показателя Херста определен тип флуктуационного процесса. Показано, что в динамических режимах нагревания (v = 5, 10 К/мин) флукгуационный процесс характеризуется колебательным характером эволюции по типу «устойчивое-неустойчивое» (свойство антиперсистентности), а квазистатических режимах (v = 1 К/мин) - поддерживается первоначальная тенденция эволюции системы (свойство персистентности).
Ключевые слова
Управление скоростью формирования и характеристиками наноразмерных пленок на InP целесообразно осуществлять введением в процессе термооксидирования этого полупроводника хемостимуляторов, модификаторов, или и тех, и других одновременно. Хемостимулирующее действие соединений обусловлено их транзитной ролью как передатчиков кислорода или каталитической функцией. Модификаторы могут, не изменяя скорости роста пленки, влиять на ее состав, морфологию поверхности, структуру и свойства. Предполагается продуктивным воздействие хемостимуляторов и модификаторов в едином процессе синтеза пленок с заданными свойствами. Цель статьи - установление воздействия некоторых сложных хемостимуляторов и модификаторов на кинетику, механизм роста и свойства сложнооксидных пленок нанометрового диапазона толщины на InP. Объект исследования - фосфид индия ФИЭ-1А ориентации (100). Методом магнетронного напыления сформированы гетероструктуры (ГС): SnO2/InP и (40 % Co3O4+60 % MnO2)/InP с толщиной слоя ~30 нм. Для формирования ГС Bi2(SO4)3/InP проводили осаждение сульфата через аэрозольную фазу с последующим высушиванием на воздухе и отжигом в режиме 200 °С, 30 мин. Образцы SnO2/InP и InP термооксидировали под воздействием вводимых в газовую фазу AlPO4 и Bi2(SO4)3 соответственно в температурном интервале 490-570 °С в потоке кислорода в течение 60 минут. Толщину пленок контролировали методами лазерной и спектральной эллипсометрии, их фазовый и элементный состав методами РФА и Оже-электронной спектроскопии соответственно. Для определения электрофизических свойств плёнок напыляли алюминиевые контакты и определяли удельное сопротивление. Установлена основополагающая роль физико-химической природы хемостимулятора, его способности к транзитному взаимодействию и возобновляемости оксидных форм в процессе термооксидирования InP. Введение в термические оксидные пленки фосфатных группировок из AlPO4, совместно с нанесением на поверхность SnO2 или без этого приводит к сопротивлению пленок, аналогичному таковому для оксидирования ГС SnO2/InP, без дополнительного введения фосфатов и составляет 8.5-107 Ом-см. Bi2(SO4)3, являясь модификатором состава и свойств пленок, не оказывает значимого хемостимулирующего действия. Выращенные под его воздействием пленки обладают полупроводниковым характером (р ~ 106 Ом см). Наиболее эффективен сложный хемостимулятор состава 40 % Co3O4+60 % MnO2, обусловливающий ускоренное (до 70 %) по сравнению с собственным оксидированием формирование пленок по транзитно-каталитическому механизму, входящий в состав синтезированных пленок и способный к целенаправленной модификации их свойств варьированием содержания компонентов в нем (РФА, СЭ).
Ключевые слова
Получены сорбенты на основе природного материала глауконита для сбора нефти и нефтепродуктов с разных поверхностей. Глауконит относится к алюмосиликатным минералам и широко используется для очистки воды и почвы от различных поллютантов. Классификация позволила отобрать фракцию глауконита с размером частиц 0.045-0.1 мм, которая наиболее эффективна при сорбции нефтепродуктов. Для этого проводилась термическая активация и модифицирование сорбента органическими соединениями. Термообработка образцов глауконита осуществлялась при температурах 100, 600 и 1000 °С. Для придания ему гидрофобных свойств модифицировали стеариновой кислотой. При контакте сорбентов с водой (продолжительность 92 часа) установлено, что при массовой доле стеариновой кислоты 5 масс. % наблюдаются наименьшие потери массы у всех трех образцов. Краевой угол смачивания для сорбентов больше 90°, что привело к изменению состояния его поверхности. Полученные образцы не смачиваются водой и могут долгое время находиться на ее поверхности. Взаимодействие нефти и гидрофобного сорбента показало, что через семь минут частицы сорбента проникают в нефть, которая также имеет гидрофобную поверхность и может сорбировать на ней поверхностно-активное вещество, нанесенное на сорбент, что свидетельствует о сродстве стеариновой кислоты к нефти. Гранулированный сорбент, термически активированный при температуре 1000 °С и модифицированный целлюлозосодержащим компонентом, в течение 2 минут сорбировал нефть. Использование данного модификатора увеличило пористость сорбента, что и повлияло на скорость сорбции.
Ключевые слова
Гомогенные сплавы системы Ag-Pd являются эффективными катализаторами катодной реакции выделения водорода. Они обладают высокой механической прочностью и, в меньшей степени в сравнении с металлическим палладием, подвергается водородному охрупчиванию. Целью работы было установление кинетики выделения водорода на палладии и его гомогенных сплавах с серебром в щелочной водной среде, а также исследование их водородопроницаемости. Методами циклической вольтамперометрии и двухступенчатой катодно-анодной хроноамперометрии исследовано поведение Pd и сплавов системы Ag-Pd (XPd = 15-80 ат. %) в водном деаэрированном растворе 0.1M KOH. Циклические вольтамперограммы для Pd и Ag80Pd имеют схожий вид, однако при введении даже небольшого количества серебра (≤ 20 ат. %) в палладий скорость ионизации водорода снижается, а дальнейшее увеличение содержания серебра в сплаве приводит к его полному подавлению. Для Ag,Pd-cnraBOB с содержанием палладия менее 30 ат. % пик ионизации водорода на вольтамперограммах не фиксируется. Зависимости пикового тока ионизации от скорости сканирования потенциала для всех изученных сплавов линейны и экстраполируются в начало координат, что говорит о наличии твердофазных диффузионных затруднений процесса. Наклон их прямых для сплавов Ag60Pd и Ag50Pd выше, чем для сплава Ag80Pd, что может свидетельствовать о проявлении на поверхности окисленных форм серебра. На всех изученных электродах зависимость потенциала пика тока от логарифма скорости сканирования линейно возрастает, а это указывает на необратимый характер электрохимической стадии ионизации водорода, осложненной его твердофазной диффузией. Для расчета параметров водородопроницаемости сплавов потенциостатически получены катодные и анодные спады тока при различном времени наводороживания от 1 до 10 с. С увеличением продолжительности наводороживания наблюдается уменьшение амплитуд тока на катодных и анодных ветвях хроноамперограмм. Используя результаты теоретического моделирования, описывающие процессы инжекции и экстракции водорода для электродов полубесконечной толщины, по линеаризованным в соответствующих критериальных координатах катодным и анодным спадам тока рассчитаны параметры водородопроницаемости. Константа фазограничного обмена и константа скорости инжекции атомарного водорода имеют максимум для сплава с содержанием палладия 80 ат. %. Константа скорости экстракции водорода изменяется линейно с уменьшением содержания палладия. Найдено, что значения параметра водородопроницаемости для Ag,Pd- сплавов в щелочной среде несколько ниже, чем в кислой. Контролирующей стадией реакции выделения водорода на Ag,Pd-сплавах (XPd ≤ 40 ат. %) в растворе 0.1М KOH является электрохимическая стадия ионизации атомарного водорода, осложненная его диффузией в твердой фазе. Параметры водородопроницаемости в сплавах системы Ag-Pd максимальны при содержании палладия ~80 ат. %, а потому такие сплавы могут быть использованы как эффективные материалы для очистки и хранения водорода.