Ультразвуковая обработка – эффективный способ направленного синтеза наноструктурированных систем (обзор)

  • Н.Н. Мофа* Институт проблем горения, Богенбай батыра 172, Алматы, Казахстан
  • А.О. Жапекова Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, г.Алматы, Казахстан; Казахский национальный университет имени аль-Фараби, пр. аль-Фараби 71, Алматы, Казахстан
  • А. Баккара Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, г.Алматы, Казахстан; Казахский национальный университет имени аль-Фараби, пр. аль-Фараби 71, Алматы, Казахстан
Ключевые слова: УЗО (ультразвуковая обработка), диспергирование, нанокомпозиции, кварц, волластонит, коллоидные системы

Аннотация

В статье представлен обзор работ по ультразвуковой обработке (УЗО) и физико-химическим процессам, имеющим место при УЗО в жидких средах, на неорганические и органические материалы. Показана роль кавитационных явлений, акустических потоков, генерирования тепла и химических реакций, а также механических эффектов, связанных с возникновением знакопеременных напряжений в твердых телах и диффузионные явления, способствующие формированию структуры, как на микро- так и на нано- уровне обрабатываемых систем.На примере кварца и волластанита наглядно показано как в результате УЗО происходит диспергация и структурированность поверхности частиц обрабатываемых порошков. Показано также, как ультразвуковой обработкой можно направленно регулировать состояние и качественное изменение свойств гелевых систем в результате воздействия УЗО на процесс структурообразования. Наиболее эффективно использование ультразвуковой обработки при обработке смесей коллоидной основы и неорганического наполнителя (диоксида кремния). Разработка таких систем имеет особо важное значение при получении препаратов лечебно-косметического назначения

Литература

(1). Novitsky BG (1983) Application of acoustic vibrations in chemical technological processes [Primeneniye akusticheskikh kolebaniy v khimiko-tekhnologicheskikh protsessakh]. Chemistry, Moscow, Russia. (in Russian)

(2). Margulis MA (1984) Fundamentals of sound chemistry [Osnovy zvukokhimii]Chemistry, Moscow, Russia. (in Russian)

(3). Kardashev GA (1990) Physical methods of intensification of chemical technology processes [Fizicheskiye metody intensifikatsii protsessov khimicheskoy tekhnologii]. Chemistry, Moscow, Russia. ISBN 5-7245-0674-2 (in Russian)

(4). Canselier JP, Delmas H, Wilhelm AM, Abismaïl B, (2002) Journal of Dispersion Science and Technology, 23:333-349, https://doi.org/10.1080/01932690208984209

(5). Morya NK, Iyer PK, Moholkar VS (2008) Polymer 49:1910-1925. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2008.02.032

(6). Du X, Li Z, Xia J, Zhang F, Wang Z (2019) Colloids Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 561:47-56 https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2018.10.047

(7). Li Z, Du X, Cui X, Wang Z (2019) Ultrasonics Sonochemistry 57:223-232 https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.04.037

(8). Rodriguez-San-Miguel D, Montoro C, Zamora F (2020) Chemical Society Reviews 49:2291-2302 https://doi.org/10.1039/C9CS00890J

(9). Huo M, Wang L, Chen Y, Shi J (2020) Nano Today 32:100854 https://doi.org/10.1016/j.nantod.2020.100854

(10). Li Zh, Dong J, Zhang H, Zhang Y, Wang H, Cui X, Wang Z (2020) Nanoscale Advances 3:41-72. https://doi.org/10.1039/D0NA00753F

(11). Akulichev B.A. (1968) Powerful ultrasonic fields [Moshchnyye ul’trazvukovyye polya]. Ed. Rosenberg L.D. Nauka, Moscow, Russia. (in Russian).

(12). Agranat B.A., Bashkirov V.I., Kitaygorodsky Yu.I., (1974) Khevsky N.N. Ultrasonic technology [Ul’trazvukovaya tekhnologiya] Metallurgy, Moscow, Russia. (in Russian).

(13). Goodwin G.(1993) Ultrasonic equipment. Chemistry and Ultrasound [Ul’trazvukovoye oborudovaniye. Khimiya i ul’trazvuk] Nauka, Moscow, Russia. (in Russian).

(14). Khmelev V.N., Shalunov A.V., Khmelev S.S., Tsyganok S.N. (2015) Ultrasound. Apparatuses and technologies [Ul’trazvuk. Apparaty i tekhnologii] monograph. Publishing house of Altai State Technical University, Biysk, Russia. (in Russian). ISBN 978-5-9257-0297-0

(15). Flynn H. G. (1964) Physical Acoustics 1B:57-172.

(16). Pol V.G., Reisfeld R., Gedanken A. (2002) Chem. of mater. 14:3920-3924. https://doi.org/10.1021/cm0203464

(17). Novitsky B.G. (1983) Application of acoustic vibrations in chemical technological processes [Primeneniye akusticheskikh kolebaniy v khimiko-tekhnologicheskikh protsessakh].Chemistry, Moscow, Russia. (in Russian)

(18). Khasanov O.L. (2008) Effects of powerful ultrasonic impact on the structure and properties of nanomaterials [Effekty moshchnogo ul’trazvukovogo vozdeystviya na strukturu i svoystva nanomaterialov]: textbook / Khasanov O.L., Dvilis E.S., Polisadova V.V., Zykova A.P. Tomsk Polytechnic University Publishing House, Tomsk, Russia. (in Russian)

(19). Geganken A. (2004) Ultrason Sonochem. 11:47-55. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2004.01.037

(20). Landau M.V., Vradman L., Herskowitz M., Koltypin Y., Gedanken A. (2001) J. Catal. 201:22-36. https://doi.org/10.1006/jcat.2001.3227

(21). Avivi S., Gedanken A. (2002) Biochem. J., 366(3):705-707. https://doi.org/10.1042/BJ20020676

(22). Avivi S., Nitzan Y., Dror R., Gedanken A. (2003) J. Am. Chem. 125(51):15712–15713 https://doi.org/10.1021/ja036834.

(23). Mansurov Z.A., Mofa N.N., Shabanova T.A. (2016) Mechanochemical synthesis of composite materials [Mekhanokhimicheskiy sintez kompozitsionnykh materialov]. Kazakh University, Almaty, Kazakhstan. (in Russian).ISBN: 978-601-04-1688-8

(24).Margulis MA (1986) Sound chemical reactions and sonoluminescence [Zvukokhimicheskiye reaktsii i sonolyuminestsentsiya.]. Chemistry, Moscow, Russia. 1986.288s. (in Russian)

(25). Baranchikov AYe, Ivanov VK, Yu. D. Tretyakov (2007) Russian Chem. Reviews [Uspekhi himii]. 76(2):133-151 https://doi.org/10.1070/RC2007v076n02ABEH003644

(26). Zhapekova A, Bakkara A, Iminova R, Golovchenko O, Mofa NN (2020) Industry of Kazakhstan [Promyshlennost’ Kazahstana] 2:71-74.(in Russian)

(27). Dubinskaya AM (1999) Russian Chemical Reviews [Uspekhi himii] 68(8):708-724. http://dx.doi.org/10.1070/RC1999v068n08ABEH000435

(28). Muravyov I.A. (1980) Technology of dosage forms [Tekhnologiya lekarstvennykh form] Medicine, Moscow, Russia. (in Russian).

(29). Villamo H (1990) Cosmetic chemistry.Per. with fin. Mir, Moscow, Russia. (in Russian). ISBN 5-03-001352-0.

(30). Beck R, Guterres S, Polmann A (2011) Nanocosmetics and Nanomedicines. New Approaches for Skin Care. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Berlin, Germany. ISBN 978-3-642-19792-5

(31). Neppiras EA (1987) Ultrasonics. 22:25-28.https://doi.org/10.1016/0041-624X(84)90057-X

(32). Mofa NN, Zhapekova AO, Sadykov BS, Bakkara AE, Sakhan MG, Bekentaeva AD, Mansurov ZA (2019) Combustion and Plasma Chemistry. https://doi.org/10.18321/cpc309 (In Russian).

(33). Zhapekova AO, Mofa NN, Elouadi B, Iminova RS, Bakkara AE, Mansurov ZA (2021) News of the national academy of sciences of the republic of kazakhstan series chemistry and technology. 2:36-44. https://doi.org/10.32014/2021.2518-1491.24
Опубликован
2021-06-13
Как цитировать
Мофа*, Н., Жапекова, А., & Баккара, А. (2021). Ультразвуковая обработка – эффективный способ направленного синтеза наноструктурированных систем (обзор). ГОРЕНИЕ И ПЛАЗМОХИМИЯ, 19(2), 117-127. https://doi.org/10.18321/cpc423