Охарактеризовать алюминий: общая характеристика, строение; свойства и получение — урок. Химия, 8–9 класс.

alexxlab | 21.04.1975 | 0 | Разное

Содержание

общая характеристика, строение; свойства и получение — урок. Химия, 8–9 класс.

Алюминий как атом и химический элемент

Алюминий находится в \(IIIA\) группе Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева.

Строение электронной оболочки атома алюминия — 1s22s22p63s23p1.

 

На внешнем электронном уровне атом содержит \(3\) электрона.

 

Поэтому в своих соединениях алюминий всегда проявляет только одну степень окисления, равную \(+3\).

 

Обрати внимание!

По распространённости в земной коре алюминий находится на третьем месте после кислорода и кремния, а среди металлов — на первом.

В земной коре алюминий встречается только в составе соединений.

 

Основные природные минералы алюминия:

  • боксит, состав которого можно примерно выразить формулой Al2O3 \(•\) xh3O,
  • нефелин (Na,K)O2  \(•\) Al2O3 \(•\) 2h3O,
  • каолинит Al2O3 \(•\) SiO2 \(•\) 2h3O.

Каолинит — образец многочисленных алюмосиликатов, включающих преимущественно атомы кремния и кислорода, которые очень широко распространены в природе.

Физические свойства

В свободном состоянии алюминий — светлый блестящий металл,
лёгкий
, относительно мягкий, легкоплавкий, имеет высокую тепло- и электропроводность.

 

Алюминий является химически активным металлом, однако при обычных условиях он устойчив на воздухе и сохраняет свой металлический блеск длительное время. Это объясняется тем, что поверхность алюминия покрыта тонкой, невидимой глазу, прозрачной, но плотной плёнкой оксида алюминия, которая препятствует взаимодействию алюминия с компонентами атмосферы (парами воды и кислородом).

 

Свойства алюминия обусловили его широкое применение и необходимость получения алюминия в свободном виде.

В лабораторных условиях небольшое количество алюминия можно получить путём восстановления хлорида алюминия калием при высокой температуре:

 

AlCl3+3K=t3KCl+Al.

 

Так был впервые получен алюминий.

 

В промышленных условиях алюминий получают из бокситов. При нагревании бокситов образуется оксид алюминия. Восстановить алюминий из оксида с помощью традиционных восстановителей практически невозможно, поэтому его получают методом
электролиза
.

 

При этом на катоде восстанавливается алюминий, а на аноде — окисляется кислород.

 

Суммарная реакция электролиза выражается уравнением:


2Al2O3=4Al+3O2↑.

физические свойства, получение, применение, история :: ТОЧМЕХ

Физические свойства алюминия

Алюминий — мягкий, легкий, серебристо-белый металл с высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления 660°C.

По распространенности в земной коре алюминий занимает 3-е место после кислорода и кремния среди всех атомов и 1-е место — среди металлов.

К достоинствам алюминия и его сплавов следует отнести его малую плотность (2,7 г/см3), сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло- и электропроводность, технологичность, высокую коррозионную стойкость. Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов.

Алюминий и его сплавы делятся по способу получения на деформируемые, подвергаемые обработке давлением и литейные, используемые в виде фасонного литья; по применению термической обработки — на термически не упрочняемые и термически упрочняемые, а также по системам легирования.

Получение

Впервые алюминий был получен Гансом Эрстедом в 1825 году. Современный метод получения разработали независимо друг от друга американец Чарльз Холл и француз Поль Эру. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием графитовых электродов. Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в XX веке.

Применение

Алюминий широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве — легкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной пленкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки.

Основной недостаток алюминия как конструкционного материала — малая прочность, поэтому его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий).

Электропроводность алюминия сравнима с медью, при этом алюминий дешевле. Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при изготовлении проводников в чипах. Правда, у алюминия как электротехнического материала есть неприятное свойство — из-за прочной оксидной пленки его тяжело паять.

Благодаря комплексу свойств широко распространен в тепловом оборудовании.

Внедрение алюминиевых сплавов в строительстве уменьшает металлоемкость, повышает долговечность и надежность конструкций при эксплуатации их в экстремальных условиях (низкая температура, землетрясение и т.п.).

Алюминий находит широкое применение в различных видах транспорта. На современном этапе развития авиации алюминиевые сплавы являются основными конструкционными материалами в самолетостроении. Алюминий и сплавы на его основе находят все более широкое применение в судостроении. Из алюминиевых сплавов изготовляют корпусы судов, палубные надстройки, коммуникацию и различного рода судовое оборудование.

Идут исследования по разработке пенистого алюминия как особо прочного и легкого материала.

Драгоценный алюминий

В настоящее время алюминий является одним из самых популярных и нашедших широкое применение металлов. С самого момента открытия в середине XIX века его считали одним из ценнейших благодаря удивительным качествам: белый как серебро, легкий по весу и не подверженный воздействию окружающей среды. Стоимость его была выше цен на золото. Не удивительно, что в первую очередь алюминий нашел свое применение в создании ювелирных изделий и дорогих декоративных элементов.

В 1855 г. на Универсальной выставке в Париже алюминий был самой главной достопримечательностью. Изделия из алюминия располагались в витрине, соседствующей с бриллиантами французской короны. Постепенно зародилась определенная мода на алюминий. Его считали благородным малоизученным металлом, используемым исключительно для создания произведений искусства.

Наиболее часто алюминий использовали ювелиры. При помощи особой обработки поверхности ювелиры добивались наиболее светлого цвета металла, из-за чего его часто приравнивали к серебру. Но в сравнении с серебром, алюминий обладал более мягким блеском, чем обуславливалась еще большая любовь к нему ювелиров.

Так как химические и физические свойства алюминия сначала были слабо изучены, ювелиры сами изобретали новые техники его обработки. Алюминий технически легко обрабатывать, этот мягкий металл позволяет создавать отпечатки любых узоров, наносить рисунки и создавать желаемой формы изделия. Алюминий покрывался золотом, полировался и доводился до матовых оттенков.

Но со временем алюминий стал падать цене. Если в 1854-1856 годах стоимость одного килограмма алюминия составляла 3 тысячи старых франков, то в середине 1860-х годов за килограмм этого металла давали уже около ста старых франков. Впоследствии из-за низкой стоимости алюминий вышел из моды.

В настоящее время самые первые алюминиевые изделия представляют большую редкость. Большинство из них не пережило обесценивания металла и было заменено серебром, золотом и другими драгоценными металлами и сплавами. В последнее время вновь наблюдается повышенный интерес к алюминию у специалистов. Этот металл стал темой отдельной выставки , организованной в 2000 году Музеем Карнеги в Питсбурге. Во Франции расположен Институт истории алюминия, который в частности занимается исследованием первых ювелирных изделий из этого металла.

В Советском союзе из алюминия делали общепитовские приборы, чайники и т.д. И не только. Первый советский спутник был выполнен из алюминиевого сплава. Другой потребитель алюминия — электротехническая промышленность: из него делаются провода высоковольтных линий передач, обмотки моторов и трансформаторов, кабели, цоколи ламп, конденсаторы и многие другие изделия. Кроме того, порошок алюминия применяют во взрывчатых веществах и твердом топливе для ракет, используя его свойство быстро воспламеняться: если бы алюминий не покрывался тончайшей оксидной пленкой, то мог бы вспыхивать на воздухе.

Последнее изобретение — пеноалюминий, т.н. «металлический поролон», которому предсказывают большое будущее.

Характеристика химического элемента по положению в Переодической системе:

Алюминий был открыт в 1825 году датским физиком Х.К. Эрстедом.

  1. Ребята, опишите местоположение данного металла в Переодической системе Менделеева:

Обучаемые:

Алюминий – элемент третьего периода и IIIА подгруппы, порядковый номер 13.

  1. Учитель: Давайте разберемся со строением атома:

Заряд ядра атома: +13.

Количество протонов и электронов в неионизированном атоме всегда одинаково и равно порядковому номеру в периодической таблице Менделеева, для алюминия Al - 13, а теперь найдем значение атомной массы (26,98) и округлим его, получим 27. Скорее всего, что его наиболее распространенный изотоп будет иметь массу равную 27. Следовательно, в ядре этого изотопа будет находиться 14 нейтронов (27–13=14). Количество нейтронов в неионизированном атоме Al = 14., т.о. p13n14e13

Электронную формула атома алюминия:

13Аl 1S22S22P63S23P1

графическая формула:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

Учитель: Из приведенной вами формулы мы видим, что атом алюминия имеет одни промежуточный 8-и электронный слой, который препятствует притяжению внешних электронов к ядру. Поэтому, у атома алюминия восстановительные свойства выражены гораздо сильнее, чем у атома бора. Почти во всех своих соединениях Аl имеет степень окисления +3.

  1. Метал или неметалл: Является М (Металлическая связь, металлическая решетка со свободно перемещающимися электронами).

  2. Высшая положительная степень окисления: +3 – в соединениях, 0 – в простом веществе.

  3. Формула высшего оксида: Аl2O3 бесцветные нерастворимые в воде кристаллы. Химические свойства — амфотерный оксид. Практически не растворим в кислотах. Растворяется в горячих растворах и расплавах щелочей.

Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O

Al2O3+2KOH(температура)→2KAlO2(алюминат калия)+H2О

  1. Формула высшего гидроксида: Al(OH)3 – амфотерный гидроксид (проявление основных и кислотных свойств).

Упрощенное Al(

OH)3+3KOH=KAlO2+3H2O

Реальный процесс отражается таким уравнением: Al(OH)3+KOH=K[Al(OН)4]

Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O

  1. Валентность по водороду: отсутствует

  2. Формула летучего водородного соединения: отсутствует

  3. Сравнение Al с соседними по периоду, подгруппе, группе, радиусу, электроотрицательности, энергии ионизации.

B Радиус атома(увел.)

Al Энергия ионизации (уменьш.)

Ga Электроотрицательность (уменьш.)

М свойства (увел.)

Mg Al Si

Радиус атома(увел.)

Энергия ионизации (уменьш.)

Электроотрицательность (уменьш.)

М свойства (увел.)

Тема урока: «Химические свойства алюминия и его соединения».

Тип урока: комбинированный

Задачи:

Образовательные:

1. Показать зависимость физических свойств алюминия от наличия в нем металлической связи и особенностей кристаллического строения.

2. Сформировать у учащихся знания о том, что алюминию в свободном состоянии присущи особые, характерные физические и химические свойства.

Развивающие:

1. Возбудить интерес к изучению науки путем предоставления кратких исторических и научных сообщений о прошлом, настоящем и будущем алюминия.

2. Продолжить формирование исследовательских навыков учащихся при работе с литературой, выполнением лабораторной работы.

3. Расширить понятие амфотерности раскрытием электронного строения алюминия, химических свойств его соединений.

Воспитательные:

1. Воспитывать бережное отношение к окружающей среде, предоставляя сведения о возможном использовании алюминия вчера, сегодня, завтра.

2. Формировать умения работать коллективом у каждого учащегося, считаться с мнением всей группы и отстаивать свое корректно, выполняя лабораторную работу.

3. Знакомить учащихся с научной этикой, честностью и порядочностью естествоиспытателей прошлого, предоставляя сведения о борьбе за право быть первооткрывателем алюминия.

  1. Характеристика простого вещества:

Алюминий является металлом, таким образом, (металлическая связь; металлическая решетка, в узлах которой расположены свободно перемещающиеся общие электроны).

Химические свойства алюминия и основные реакции

Нахождение в природе

Алюминий впервые получен химическим путем немецким химиком Ф. Велером в 1827 г., а в 1856 г. французский химик Сен-Клер Девиль выделил его электрохимическим методом.
Алюминий является самым распространенным в природе металлом. Содержание его в земной коре составляет 7,45% (по массе). Важнейшие природные соединения алюминия — алюмосиликаты, боксит, корунд и криолит.
Алюмосиликаты составляют основную массу земной коры. Продукт их выветривания — глина и полевые шпаты (ортоклаз, альбит, анортит). Основной состав глин (каолин) соответствует формуле Аl2O3•2SiO2•2Н2O.
Боксит — горная порода, из которой получают алюминий. Состоит главным образом из гидратов оксида алюминия Аl2O3•nН2O.

Физические свойства

Физические свойства алюминия хорошо изучены. Это — серебристо-белый легкий металл, плавящийся при 660°С. Он очень пластичен, легко вытягивается в проволоку и раскатывается в листы. Из алюминия можно изготовить фольгу толщиной менее 0,01мм. Алюминий обладает очень большой тепло- и электропроводностью. Сплавы алюминия с различными металлами обладают большой прочностью и легкостью.

Химические свойства

Алюминий очень активный металл. В ряду напряжений он стоит после щелочных и щелочноземельных металлов. Однако на воздухе он довольно устойчив, так как его поверхность покрывается очень плотной пленкой оксида, предохраняющей его от дальнейшего контакта с воздухом. Если с алюминиевой проволоки снять защитную оксидную пленку, то алюминий начнет энергично взаимодействовать с кислородом и водяными парами воздуха, превращаясь в рыхлую массу гидроксида алюминия. Эта реакция сопровождается выделением тепла. Очищенный от защитной оксидной пленки алюминий взаимодействует с водой с выделением водорода:

2Аl + 6Н2O = 2Аl(OН)3 + 3H2

Алюминий хорошо растворим в разбавленных серной и соляной кислотах:

2Al + 6НС1= 2AlС13 + 3H2

2AI + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2

Разбавленная азотная кислота на холоду пассивирует алюминий, но при нагревании алюминий растворяется в ней с выделением монооксида азота, гемиоксида азота, свободного азота или аммиака, например:

8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15Н2O

Концентрированная азотная кислота пассивирует алюминий.
Так как оксид и гидроксид алюминия обладают амфотерными свойствами, то алюминий легко растворяется в водных растворах всех щелочей, кроме гидроксида аммония:

2AI + 6NaOH + 6Н2O = 2Na3[A1ОН)6] + 3H2

Порошкообразный алюминий легко взаимодействует с галогенами, кислородом и всеми неметаллами. Для начала реакций необходимо нагревание. В дальнейшем реакции протекают очень интенсивно и сопровождаются выделением большого количества тепла:

2Al + 3Вr2 — 2AlBr3 (бромид алюминия)

4Al + 3O2 = 2Al2O3 (оксид алюминия)

2Al + 3S = A12S3 (сульфид алюминия)

2Al + N2 = 2A1N (нитрид алюминия)

4Al + ЗС = Al4С3 (карбид алюминия).

Сульфид алюминия может существовать только в твердом виде. В водных растворах он подвергается полному гидролизу с образованием гидроксида алюминия и сероводорода:

A12S3 + 6H2O = 2A1(OН)3 + 3H2S.

Алюминий легко отнимает кислород и галогены у оксидов и солей других металлов. Реакция сопровождается выделением большого количества тепла:

8Al + 3Fe3O4 = 9Fe + 4Al2O3

Процесс восстановления металлов из их оксидов алюминием называется алюмотермией. Алюмотермией пользуются при получении некоторых редких металлов, которые образуют прочную связь с кислородом (ниобий, тантал, молибден, вольфрам и др.).
Смесь мелкого порошка алюминия и магнитного железняка называется термитом. После поджигания термита с помощью специального запала реакция протекает самопроизвольно и температура смеси повышается до 3500°С. Железо при такой температуре находится в расплавленном состоянии. Эту реакцию используют для сваривания рельсов.

Получение

Впервые алюминий был получен восстановлением хлорида алюминия металлическим натрием:

AlС13 + 3Na = Al + 3NaCl

В настоящее время его получают электролизом расплавленных солей. В качестве электролита служит расплав, содержащий 85— 90% комплексной соли 3NaF • A1F3 (или Na3AlFe) — криолита и 10–15% оксида алюминия Al2O3 — глинозема. Такая смесь плавится при температуре около 1000°С. При растворении в расплавленном криолите глинозем ведет себя как соль алюминия и алюминиевой кислоты и диссоциирует на катионы алюминия и анионы кислотного остатка алюминиевой кислоты:

Al2O3 ⇔ Al3+ + АlO33−

Криолит диссоциирует:

Na3 [AlF6]⇔ 3Na+ + [A1F6]

При пропускании электрического тока катионы алюминия и натрия движутся к катоду — графитовому корпусу ванны, покрытому на дне слоем расплавленного алюминия, получаемого в процессе электролиза. Так как алюминий менее активен, чем натрий, то он восстанавливается в первую очередь. Восстановленный алюминий в расплавленном состоянии собирается на дне ванны, откуда его периодически выводят.
Анионы AlO33− и A1F63−  движутся к аноду — графитовым стержням или болванкам. На аноде в первую очередь разряжается анион AlO33−:

AlO33− — 12е = 2Al2O3 + 3O2

Оксид алюминия вновь диссоциирует, и процесс повторяется. Расход глинозема все время восполняется. Количество криолита практически не меняется. Незначительные потери криолита происходят вследствие образования на аноде тетрафторида углерода CF4 . Электролитическое производство алюминия требует больших затрат электроэнергии (на получение 1 т алюминия расходуется около 20 тыс. квт • ч электроэнергии), поэтому алюминиевые заводы строят вблизи электростанций.

Применение

Алюминий находит самое широкое применение. Он используется в электротехнике, его сплавы, отличаясь большой легкостью и прочностью, применяются в самолето- и машиностроении, он все больше вытесняет стали в производстве теплообменных аппаратов, из него изготовляют фольгу, применяемую в радиотехнике и для упаковки пищевых продуктов. Алюминием покрывают стальные и чугунные изделия в целях предохранения их от коррозии: изделия нагревают до 1000° С в смеси алюминиевого порошка (49%), оксида алюминия (49%) и хлорида аммония (2%). Этот процесс называется алитированием. Алитированные изделия выдерживают нагревание°С, не подвергаясь коррозии.

Оксид алюминия Al

2O3

Представляет собой белое вещество, обладающее высокой температурой плавления (2050°С). В природе оксид алюминия встречается в виде корунда и глинозема. Иногда встречаются прозрачные кристаллы корунда красивой формы и окраски. Корунд, окрашенный соединениями хрома в красный цвет, называют рубином, а окрашенный соединениями титана и железа в синий цвет — сапфиром. Рубин и сапфир являются драгоценными
камнями. В настоящее время их довольно легко получают искусственно.
Оксид алюминия обладает амфотерными свойствами, но он не растворяется в воде, кислотах и щелочах. При кипячении оксида алюминия в концентрированном растворе щелочи он частично переходит в раствор. Оксид алюминия переводят в растворимое состояние сплавлением со щелочами или с пиросульфатом калия:

Al2O3 + 2NaOH = 2NaA1O2 + Н2O

Al2O3 + 3K2S2O7 = Al2(SO4)3 + 3K2SO4.

Полученные сплавы растворяются в воде. При сплавлении оксида алюминия с поташом или содой образуются алюминаты, которые легко растворяются в воде:

Al2O3 + Na2CO3 = 2NaA1O2 + CO2,

Природный корунд — очень твердое вещество. Он применяется для изготовления наждачных кругов и шлифовальных порошков. Рубин используют для изготовления втулок часовых и других точных механизмов.
Глинозем используется как сырье для получения алюминия. Обезвоженный оксид алюминия применяется как адсорбент при очистке и разделении органических веществ методом хроматографии.

Гидроксид алюминия Al (ОН)

3

Представляет собой белое вещество, которое при нагревании теряет воду, превращаясь оксид алюминия. Гидроксид алюминия обладает амфотерными свойствами. Свежеосажденный гидроксид легко растворяется в кислотах и щелочах (кроме гидроксида аммония):

Al(ОН)3 + ЗНС1 = AlС13 + ЗН2O

Al(ОН)3 + 3NaOH= Na3 [Al(OH)6].

Гидроксид алюминия является слабым основанием и еще более слабой кислотой, поэтому соли алюминия находятся в растворе только в присутствии избытка кислоты, а алюминаты — только в присутствии избытка щелочи. При разбавлении растворов водой эти соединения сильно гидролизуют.
Высушенный гидроксид алюминия теряет часть воды, не растворяется ни в кислотах, ни в щелочах и этим напоминает оксид алюминия.
Гидроксид алюминия обладает свойством поглощать различные вещества, поэтому его применяют при очистке воды.

Жаровня с алюминиевой крышкой Kukmara

Совершенство и привлекательность — так можно охарактеризовать жаровню с алюминиевой крышкой Kukmara в двух словах. Алюминий широко распространен при изготовлении кастрюль и сковородок, так как металл легкий и обладает высокой теплопроводностью. Например, в сравнении с чугуном его теплопроводность больше в 10 раз, а с нержавеющей сталью в 4 раза, поэтому процесс приготовления займет меньше времени и уменьшит затраты на газ или электричество.

Оцените преимущества и особенности модели

  • Литой алюминий равномерно распределяет тепло, благодаря чему изделие подойдет для приготовления блюд, нуждающихся в длительном томлении и тушении.
  • Кухонная утварь неприхотлива в уходе, легко моется и чистится.
  • Подходит для стеклокерамических, электрических и газовых плит.
  • Благодаря высокому качеству исполнения и привлекательному дизайну жаровня займет достойное место на вашей кухне и станет отличным дополнением к уже имеющемуся набору посуды.
  • Идеально подойдет для приготовления пищи как опытному повару, так и начинающему кулинару.

Рекомендации

  • Не рекомендуется долго хранить пищу в жаровне после приготовления.
  • При мытье не используйте грубые абразивные моющие средства, а также средства с содержанием хлора и аммиака.
  • Обратите внимание, что продукты с содержанием кислот могут навредить металлу, окисление которого способно пагубно повлиять на вкус.

Жаровня с алюминиевой крышкой Kukmara обладает всеми необходимыми качествами для того, чтобы стать верным помощником на кухне. Готовьте с удовольствием!

Купить Купить в 1 клик

Цена:  2 188р.

2 562

Купить Купить в 1 клик

Уход: Перед первым использованием посуду необходимо вымыть в горячей воде с использованием жидких моющих средств. Не рекомендуется применять при чистке металлические щетки и абразивные моющие вещества.

Алюминий | Геологический портал GeoKniga

Выпуск 196

Редактор(ы):Пейве А.В., Хворов И.В.

Издание:Наука, Москва, 1968 г., 352 стр., УДК: 551.21:551.3.051:553

Язык(и)Русский

Рассмотрены вопросы влияния вулканизма на формирование некоторых полезных ископаемых в геосинклинальных областях. Выделены вулканогенно-осадочные формации, с которыми связаны руды железа и марганца. Установлена генетическая связь фосфато- накопления с вулканическими и вулканогенно-осадочными формациями. Выяснено влияние интенсивности вулканической деятельности и состава ее продуктов на локализацию руд, их состав, текстуры и структуры. Рассмотрены особенности формирования и размещения геосинклинальных бокситов и сделаны выводы о закономерностях их тектонического и палеогеографического развития

ТематикаВулканология, Литология, Историческая геология

СкачатьСмотреть список доступных файлов

Издание 2

Автор(ы):Перваго В.А.

Издание:Недра, Москва, 1983 г., 406 стр., УДК: 553.4 (100).003.1

Язык(и)Русский

Приведены геологические описания месторождений цветных металлов и их классификация по промышленным типам, возрасту оруденения и размещению. На основе анализа условий формирования и размещения промышленных типов дан прогноз открытия новых месторождений цветных металлов. Второе издание (1-е изд.— 1975 г.) дополнено новыми материалами по геологии месторождений свинца, цинка, меди и др.; уточнена классификация промышленных типов; расширены материалы по экономической оценке месторождений.
Для геологов и экономистов, изучающих место- рождения цветных металлов, а также занимающихся перспективным планированием поисково-разведочных работ

ТематикаПолезные ископаемые

МеткиАлюминий, Вольфрам, Геолого-промышленные типы месторождений, Медь, Молибден, Никель, Олово, Ртуть, Свинец, Сурьма, Цветные металлы, Цинк СкачатьСмотреть список доступных файлов

Выпуск 95

Автор(ы):Лисицына Н.А., Пастухова М.В.

Редактор(ы):Бушинский Г.И., Пейве А.В.

Издание:Издательство Академии наук СССР, Москва, 1962 г., 165 стр.

Язык(и)Русский

Бокситы были и остаются до сих пор лучшей рудой на алюминий. Среди бокситовых месторождений СССР большое место принадлежит континентальным платформенным бокситам мезо-кайнозойского возраста. Одной из областей распространения молодых платформенных бокситов является территория восточного склона Урала, Казахстана и Западной Сибири.

ТематикаПолезные ископаемые

СкачатьСмотреть список доступных файлов

Автор(ы):Кирпаль Г.Р.

Издание:Недра, Москва, 1977 г., 261 стр., УДК: 553.492.1

Язык(и)Русский

В первой части работы приведена группировка геолого-промышленных типов бокситовых месторождений и дана характеристика остаточных месторождений формаций латеритных покровов, полигенных месторождений латеритно-терригенных формаций, осадочных месторождений терригенных и карбонатных формаций. В каждой группе охарактеризовано по нескольку типов месторождений.

ТематикаПолезные ископаемые

СкачатьСмотреть список доступных файлов

Редактор(ы):Чайковский В.К.

Издание:Наука, Москва, 1978 г., 165 стр., УДК: 553.3.078

Язык(и)Русский

В сборнике помещен ряд статей, освещающих результаты геологических исследований, относящихся к одной проблеме - металлогении осадочных и осадоч-но-метаморфических полезных ископаемых. Результа-ты исследований, изложенные в сборнике, основаны на новом оригинальном фактическом материале. Выделены три группы работ, посвященных: фосфа-тоносности осадочных и осадочно-метаморфических отложений, их марганценосности и бокситоносности. Приведены расчеты распределения калия и натрия в геосферах и типах горных пород коры и мантии.

ТематикаПолезные ископаемые

СкачатьСмотреть список доступных файлов

Автор(ы):Белозерова Н.Н., Биджиев Р.А., Брызгалова М.М., Нефедова И.Я., Сергиенко В.М.

Издание:Недра, Москва, 1980 г., 188 стр., УДК: 553.492.1.06

Язык(и)Русский

В работе освещаются вопросы регионального прогнозирования бокситоносности с помощью палеогеографического анализа. Большое внимание уделено природным факторам, влияющим на образование бокситов. Подчеркивается руководящая роль в образовании бокситоносных зон Земли ландшафтов типа влажных тропиков и субтропиков. Показано, что бокситоносные провинции возникают благодаря воздействию океанических течений и атмосферной циркуляции; формирование бокситовых залежей обусловлено сочетанием таких природных факторов, как климат, тектоника, рельеф, субстрат, вулканизм и др. Показывается, какое значение имеют геолого-географические предпосылки для палеогеографического прогнозирования бокситоносности. Разбираются методы палеогеографического анализа и составления прогнозных палеогеографических карт и схем. Приводятся примеры палеогеографического анализа некоторых районов СССР и рекомендации на поиски стратиграфических уровней и районов, благоприятных для бокситообразования.
Книга рассчитана на широкий круг геологов, занимающихся вопросами  региональной  стратиграфии, литологии,  палеогеографии и  геологического  картирования  осадочных    и  вулкапогенно-оса-дочных комплексов

ТематикаИсторическая геология, Полезные ископаемые

СкачатьСмотреть список доступных файлов

Автор(ы):Богатырев Б.А.

Редактор(ы):Сапожников Д.Г.

Издание:Наука, Москва, 1980 г., 218 стр., УДК: 551.068.3:551.76/762 (575)(470.6)

Язык(и)Русский

В монографии излагаются подробные систематизированные сведения о триас-юрских корах выветривания юга Средней Азии и Северного Кавказа. Для сравнения приводятся также некоторые данные об одновозрастных корах выветривания других районов СССР. Этот материал дает представление о глобальном характере и большой длительности триас-юрской эпохи выветривания, типах и профилях кор выветривания и их специфических особенностях. Особое внимание уделено проблеме бокснтоносностн данной эпохи. Выделены генетические типы бокситов. Подробно рассмотрена их связь с корами выветривания. Приводится детальная характеристика эпигенетических процессов в корах выветривания и бокситах, анализируется их влияние на качество и сохранность бокситов.

ТематикаГеохимия, Полезные ископаемые

СкачатьСмотреть список доступных файлов

Автор(ы):Новиков В.М.

Издание:Наука, Москва, 1980 г., 118 стр.

Язык(и)Русский

Перечисленными и другими исследователями показано,  что древние коры выветривания имеют зональное строение. Геохимическая зональность возникает при взаимодействии неизмененных пород с нисходящими грунтовыми водами. Каждой геохимической зоне соответствует определенный минеральный состав или минеральная зона. В зависимости от условий образования выделяются три генетических типа профилей выветривания: полный,  сокращенный и неполный. Эти профили отличаются количеством развитых в них зон и минеральным составом последних.

ТематикаГеохимия, Полезные ископаемые

СкачатьСмотреть список доступных файлов

Редактор(ы):Сапожников Д.Г.

Издание:Наука, Москва, 1980 г., 341 стр., УДК: 553.492.1

Язык(и)Русский

В книге подробно описаны вторичные изменения бокситов, изученные на наиболее значительных месторождениях нашей страны. Дана детальная характеристика процессов: обеления, каолинизации, шамозитизации, карбонатизации и пиритизации бокситовой руды, протекающих в зоне гипергенеза. Отдельно рассмотрена вторичная гиббситизация бокситов. Приводятся сведения об изменениях, происходящих при метаморфизме бокситов. Показано, что вторичные процессы активно преобразуют вещество бокситов, обусловливая, как правило, их деградацию. Приведено обобщение имеющихся материалов, характеризующих гипергенные процессы, протекающие в бокситовом пласте после его образования.
Книга рассчитана на широкий круг читателей: геологов, технологов, работников научно-исследовательских институтов и преподавателей вузов.

ТематикаГеохимия, Петрография, Полезные ископаемые

СкачатьСмотреть список доступных файлов

Автор(ы):Пастухова М.В.

Издание:Недра, Москва, 1981 г., 89 стр., УДК: 553.251:553.492.1

Язык(и)Русский

Предложены новые калибровочные графики, позволяющие оценить в минералах степень изоморфного замещения железа алюминием. Проведен анализ поведения минералов железа при переработке бокситов. Рекомендовано учитывать при разведке месторождений и подсчете запасов бокситов особенности и соотношение А1 -гетита и А1 -гематита в рудах, что позволяет охарактеризовать степень их вскрываемости и установить причины недоизвлечения глинозема при переработке бокситов.
Книга рассчитана на геологов, технологов и обогатителей, занимающихся бокситовым сырьем

ТематикаОбогащение и переработка руд

СкачатьСмотреть список доступных файлов

Мы попросили людей одним словом охарактеризовать Шойгу. 92% ответили: «Герой». 8% сказали: «Спасатель» - Независимая газета

Писать про Сергея Шойгу легко и приятно. Как знаменитому булгаковскому герою – правду говорить.

Мы попросили людей одним словом охарактеризовать Шойгу. 92% ответили: «Герой». 8% сказали: «Спасатель».

Сослуживцы затруднялись с ответом в одно слово. Слишком многомерен Сергей Кужугетович для них, его повседневных соратников. Он и друг, и товарищ, и организатор, и храбрец, и руководитель.

Я записал много часов бесед с сотрудниками МЧС и Министерства обороны, пытаясь понять феномен Шойгу в нашей постсоветской жизни. Почему он уже почти четверть века – член правительства, почему ему доверяют президенты, почему у него все получается по-задуманному, почему у него нет утечки кадров, а есть, наоборот, приток новых, умных, энергичных, беззаветных молодых сотрудников.

Картина сложилась следующая: Шойгу – выдающийся организатор многомерных операционных систем. Хорошо воспитанный родителями человек. Воспитание предопределяет отношение к людям и долгу. А талант организатора позволяет из хаоса неопределенности создавать крупные управленческие системы, обеспечивающие решение самых сложных задач в условиях острого кризиса.

Интересно, что к 1991 году, когда он получил назначение на должность председателя Российского корпуса спасателей, у 36-летнего Шойгу за плечами были четыре построенных в Сибири завода.

Становление личности

Не многие знают, что в 80-х Шойгу руководил промышленной площадкой строящегося Саянского алюминиевого завода. Предприятие и сегодня по праву является лидером цветной металлургии, ведущим в компании «Русский алюминий».

Саяногорск – крупнейший промышленный центр Республики Хакасия – запомнился Сергею Шойгу как «город-стройка», «город-мечта».

Многие тогда приехали строить эту «мечту» без оглядки на тяготы неустроенного быта. Такое было время: потянулись в глубь страны, на далекие стройки и молодые романтики из столицы, и инженеры, только-только окончившие институт... Выдерживали не все. А вот о тех, кто остался, министр вспоминает с особым чувством: «Настоящие мужики». Он и сам из тех самых «настоящих мужиков».

На той площадке Шойгу достался разношерстный коллектив, состоявший из заключенных, бывших зэков и молодых инженеров, вдохновленных на подвиги повсеместной советской агитацией.

Именно тогда он приобрел столь необходимое будущему министру качество: говорить со всеми на одном языке.

Подчиненные утверждают, что он умеет «слушать и слышать», вникать в чужие проблемы. Но прежде всего – Шойгу может научить любого, «как надо работать». Именно поэтому одна из любимых фраз, которую глава военного ведомства не устает повторять, – «пахать надо».

Выпускник Красноярского политеха, он любит точность, старается отходить от неопределенных и обтекаемых формулировок. Выступления Шойгу отличаются предельной конкретикой. Защита диссертации по экономике стала логичным продолжением его интереса к новым знаниям.

Стиль работы

Необходимость работать в жестких временных рамках, условиях повышенной неопределенности – наиболее характерная особенность профессиональной судьбы Сергея Шойгу. Для этого нужна команда единомышленников. Поэтому на вопрос «Каких подчиненных предпочитаете: исполнителей, четко выполняющих ваши команды, или единомышленников?» он отвечает: «Единомышленников, четко выполняющих команды».

Говоря об этом, он любит вспоминать известный афоризм из фильма «Москва слезам не верит»: нужно научиться управлять тремя, а дальше уже количество не имеет значения.

«Я всегда говорил своим подчиненным, что не буду препятствовать при подборе людей в их коллективах, – продолжает министр обороны. – Но при этом подчеркивал, что они отвечают за свой коллектив передо мной. Как и я отвечаю за них».

Спасатель

Сергей Шойгу создал и возглавил совершенно новую структуру – Российский корпус спасателей, мобильную и хорошо оснащенную бригаду из небольшого числа специалистов по всем направлениям.

О том, как это было, Сергей Шойгу и сейчас, спустя много лет, вспоминает живо: «И вот вышел я на улицу, в руках бумажная папка, а в ней указ о назначении. И все, надо начинать что-то делать. А нет ничего – ни помещения, ни расчетного счета, ни-че-го».

Спустя считаные дни, 29 апреля 1991 года, в Грузии произошло Рача-Джавское землетрясение. «Меня вызывают и спрашивают: вы кого-нибудь туда отправили?» – рассказывает Шойгу.

Оказалось, что Шойгу уже успел собрать добровольцев, имевших опыт работы в Спитаке и Ленинакане, и на собственные деньги купил им авиабилеты.

В конце 1991 года – после развала СССР – все имущество советской Государственной комиссии по чрезвычайным ситуациям перешло к Комитету по чрезвычайным ситуациям (ГКЧС) Шойгу. В доме по адресу: Театральный проезд, 3, МЧС остается по сей день.

До осени 1991 года в ГКЧС входили 16 штатных сотрудников и 60 добровольцев. В ноябре 1991 года Комитету спасателей передали войска гражданской обороны (ГО). Шойгу вспоминает, что пытался отказаться от такого подарка – ведь планировалось создать новую спасательную службу. «Мне же сказали: вот тебе 19 полков ГО по 500 человек, на их базе и создавай», – вспоминает Шойгу.

На создание полноценной службы ушло три года. Очень помогло, что без работы тогда оказалось много афганцев, потом – бойцов «Альфы» и «Вымпела».

Возглавляемое им ведомство каждую неделю обезвреживало до 7 тыс. взрывоопасных предметов времен Великой Отечественной войны, 5–7 авиационных бомб. Специалисты МЧС проводили разминирование в разных странах: в Боснии и Герцеговине, Косово, Сербской Краине, Хорватии, на границе Ливии и т.д.

За годы, которые Шойгу возглавлял МЧС, спасательные отряды приняли участие в более чем 400 гуманитарно-спасательных операциях в десятках стран мира: и сложнейшая операция по локализации очага чумы в Туве, и гуманитарная акция в Ткварчели в разгар грузино-абхазского конфликта в 1993 году, и землетрясение в Нефтегорске, и гуманитарная операция в Чечне, и взрывы жилых домов в Москве, и пожар на Останкинской телебашне, и теракт в московском метро, и авария на Саяно-Шушенской ГЭС, и наводнения на Дальнем Востоке...

За 20 лет Шойгу превратил Российский корпус спасателей из 16 человек в современное и мощное ведомство, штат которого составляет около 350 тыс. человек.

«Звание генерал-майора я получил в 90-е, во время событий в Южной Осетии, – рассказывает Сергей Кужугетович. – Вспомните, что это было – разведение противоборствующих сил, эвакуация людей, доставка продовольствия... под обстрелами. И ту задачу, которую передо мной ставили – остановить войну, прекратить кровопролитие, – мы выполнили».

Звание генерал-лейтенанта «досталось» ему после событий в Абхазии – в те же 90-е годы. Полтора года там – это не только успешная, хотя и тяжелейшая миротворческая миссия. Это потеря друзей-товарищей, невероятное напряжение сил и нервов.

Чрезвычайных ситуаций тогда хватало. Южная Осетия и Абхазия пытались отделиться от Грузии, Приднестровье – от Молдавии, Ингушетия – присоединить Пригородный район Северной Осетии, в Таджикистане началась гражданская война.

Слово «миротворец» прочно вошло в лексикон населения Южной Осетии с июля 1992 года. Именно тогда эти подразделения были введены в республику и остановили бойню, которая длилась два года. Ввод миротворческих сил в зону конфликта был единственной мерой, которая смогла развести противоборствующие стороны, прекратить огонь и гарантировать безопасность населения.

После Осетии Шойгу отправили в Таджикистан. Русскоязычное население бежало из охваченной хаосом республики. Но доходили сведения, что местные власти этому серьезно препятствовали. Поступала информация о готовности наиболее радикального крыла исламистов использовать русских, живущих в республике, в качестве заложников. Однако российские пограничники и 201-я дивизия тогда взяли под контроль аэропорт и наладили выезд из республики беженцев. Из Душанбе удалось отправить в Россию более 150 составов с людьми и контейнерами.

Министр обороны

Назначение министром обороны стало для Сергея Шойгу главным испытанием в жизни. И не только потому, что на этой должности можно по-настоящему раскрыться, реализовать весь свой опыт. Просто этот поворот судьбы он воспринимает как миссию, которой нужно посвятить себя полностью, без остатка. Это дело, каким бы оно ни было сложным, он должен довести до конца.

Забота об армейском быте была объявлена приоритетом. Все быстро почувствовали это на себе. Оснащение казарм душевыми кабинами, удобная форма одежды, питание по принципу шведского стола. Свои подходы к преобразованиям он сформулировал так: «Надо на многих участках вытягивать армию из прошлого в этот век. Офицеры будут жить в людских условиях. Важно, чтобы они чувствовали себя государевыми людьми, а казармы не должны быть похожи на тюремные бараки...»

При Сергее Шойгу Минобороны стало реально избавляться от непрофильных функций, решая сразу две задачи – повышения эффективности системы управления и исключения ведомства из потенциально коррупционных процессов. Заморожена любая реализация недвижимости, находящейся в управлении Минобороны России. Возвращено в собственность государства много активов, ранее перешедших в частные руки по сомнительным схемам.

Страна внимательно следила за процессом вхождения Сергея Шойгу в работу Министерства обороны, уж слишком много негатива в отношении военного ведомства в общественном мнении было накоплено к его приходу. Помню, какое впечатление оказала на экспертов и политиков информация о том, что новый министр обороны считает вопросы ценообразования на продукцию, закупаемую военными, не относящимися к компетенции Минобороны. То есть он публично, гласно и принципиально послал сигнал оборонке: цены нас не интересуют, мы не разбираемся в ваших издержках, нам для обеспечения обороноспособности страны нужны единицы вооружений в физическом, а не стоимостном выражении.

Всем стало ясно: Шойгу пришел в министерство не по поводу денег. А Родину защищать.

Теперь уже очевидно, что в актив главы Минобороны России следует занести увеличение количества контрактников в армии, за счет чего выполняется требование президента довести численность Вооруженных сил до 1 млн человек, сохранив при этом качественный уровень воинского контингента. Количество военнослужащих по контракту впервые превысило количество солдат по призыву.

Однако главным результатом работы министра обороны все-таки следует считать восстановление роста доверия общества к армии и престижа военной службы в целом.

Крым

Некоторые подробности операции в Крыму приоткрыл президент России, назвав ее уникальнейшей. Мало кто знает, что в эти дни Сергей Шойгу фактически не покидал рабочего кабинета, лично вникая во все детали операции и принимая оперативные решения, позволившие не допустить выхода обстановки из-под контроля.

Признанием выдающихся заслуг министра обороны в ходе крымских событий стало появление на его кителе ордена Святого апостола Андрея Первозванного с мечами.

Эффективность действий в Крыму, как отмечают эксперты, даже оппоненты в странах НАТО и в Пентагоне считают беспрецедентной.

Эпохальный день

В календаре у Сергея Шойгу красным цветом обведена дата – 9 июля. Для него это особенный день. Он даже не праздничный и не торжественный, а скорее – эпохальный. 9 июля 2014 года с космодрома Плесецк была успешно запущена ракета-носитель «Ангара».

Шойгу, как никто другой, понимал, что от «Ангары» зависит будущее военной космонавтики в целом. Именно поэтому взял все, связанное со строительством площадки на самом северном в мире космодроме – Плесецке (Архангельская область), – под личный контроль.

Не многие верили, что «Ангара» полетит уже в 2014-м – менее чем через два года с того момента, как Шойгу возглавил военное ведомство.

Год за годом полет «Ангары» откладывался «на неопределенный срок». Нужно было перестроить систему работы. Закрепить на каждом участке персональную ответственность... Ужесточить требования, спрос, пересмотреть систему докладов. Шойгу четко представлял, где нужно «рубить хвосты», а где «снимать стружку».

Это было строительство новой российской «дороги в космос». Создавалось целое семейство ракет от легкого до тяжелого класса, которое могло заменить практически все существующие образцы советской ракетной техники.

Фактически «Ангара» была единственным проектом, который шел на смену надежным, но устаревающим советским ракетам-носителям. На нее была сделана ставка, Шойгу выпало довести дело до конца.

И 9 июля, когда «Ангара» все-таки полетела, он вздохнул с облегчением...

Национальный центр управления обороной

За 333 дня Сергей Шойгу построил Национальный центр управления обороной. Обобщение и анализ всех типов информации в режиме онлайн позволяют повысить качество и оперативность принимаемых решений на всех уровнях. При этом информация, выводимая на мониторы Центра, касается буквально всех аспектов обороны страны – от уровня запасов горюче-смазочных материалов на предстоящий год и видеокартинки со всех полигонов, где проводится обучение войск, до информации о полетах стратегической авиации и исполнения гособоронзаказа. Все это множество мониторов на стенах от пола до потолка поминает ячейки таблицы Менделеева. Надо просто заполнять пустые пока еще клеточки и получать новые возможности для управления. Фактически Центр задает параметры роста и повышения качества управляемости Вооруженными силами России на многие годы вперед. Не удивлюсь, если когда-нибудь этот Центр назовут именем Сергея Шойгу.

Русское географическое общество

В 2009 году Сергей Шойгу был избран президентом Русского географического общества (РГО), которое министр обороны возглавляет до сих пор. В настоящий момент оно участвует во множестве природоохранных проектов, например в сохранении редких видов животных: амурских тигров, ирбисов, лошади Пржевальского, дальневосточного леопарда. Также регулярно проводятся экспедиции на малоизученные территории страны для исследования всей нашей флоры и фауны.

Однажды у Сергея Шойгу спросили, чем лично для него является проект восстановления Русского географического общества. Он ответил не задумываясь, со свойственной ему обстоятельностью: «Невероятно интересный проект. Сразу скажу: корысти никакой. Когда я впервые столкнулся с этим обществом, появилось огромное желание сохранить его и восстановить все, что за эти 165 лет сделано, сохранить и восстановить уникальные архивы. Для меня это – как для кого-то настоящая детективная литература – читается с огромным удовольствием и с огромным интересом. Когда понимаешь, закрыв глаза, какой путь проделали экспедиции Пржевальского, Миклухо-Маклая, берешь в руки акварельные рисунки, сделанные ими во время экспедиций, – это же произведения искусства!»

Увлечения

У министра обороны, оказывается, есть время и для личных увлечений. Особого рассказа заслуживает огромная коллекция редчайших «экскалибуров» разных народов: сабли, кинжалы, палаши, индийские, китайские, японские самурайские мечи. Говорят, есть даже жертвенные, которыми пользовались при исполнении ритуалов древние ацтеки.

Шойгу любит авторскую песню. Последнее увлечение осталось с юношеских времен: сначала походы с институтскими друзьями, потом нехитрый быт молодых специалистов в строительных городках сформировали вкусы будущего министра. Он отлично играет на гитаре, а его любимая песня – «Как здорово, что все мы здесь сегодня собрались».

Малоизвестное увлечение Сергея Шойгу – рисунки акварелью и графика, но свои работы он показывает только самым близким.

Метод Шойгу

Шойгу – человек-стандарт, человек-мера. Мера патриотизма, профессионализма, ответственности. В основе метода управления министра – максимальная стандартизация процедур принятия решений, процессов, реакций на те или иные обстоятельства. Все чрезвычайное – типологизировано на ожидаемое и внезапное. Один из соратников министра, работающий с Сергеем Кужугетовичем с 90-х, рассказывал мне, как Шойгу дал распоряжение пронумеровать места схода сложных лавин на всем пространстве страны, от Камчатки до Кавказа. С ежедневным мониторингом состояния снежного покрова. Реакция на риски прописана и доведена до каждого сотрудника. Нельзя терять ни секунды на панику, сомнения, душевные метания в условиях кризиса и неопределенности. Цена промедления – почти всегда чья-то жизнь. Эмоции подчиненных, человеческое начало, сопереживания Шойгу упаковывает в четкий прописанный регламент действий.

Подчиненные с искренним восхищением отмечают еще одну черту министра – быструю обучаемость и способность вычленять и формулировать проблему, предлагая ее решение. Сегодня, говорят они, Шойгу совсем другой, чем был год назад, в знании нюансов функционирования оборонного ведомства.

Любопытно было слушать от разных людей такое соображение: в интересах дела «клонировать Шойгу для обеспечения всех ключевых ведомств отличными специалистами». В этом наивном желании повысить чувство личной защищенности и уровень уверенности, чтобы все и везде было хорошо, много правды. Не хватает только одного: знания о том, что душу клонировать нельзя. Душу Шойгу. А в ней, как представляется, и кроется феномен Сергея Кужугетовича Шойгу – Героя России.

«Когда он не прав, он говорит: «Я был не прав». Это просто фантастика».

«Друг, товарищ он требовательный: не может быть корысти в отношениях, не может быть зависти. Если товарищ, то старайся сделать лучше. Эту требовательность в первую очередь он предъявляет к себе».

«Потрясающие у Шойгу родители. Даже когда он уже был министром, они его все равно какими-то штрихами воспитывали, фразой. Абсолютно положительные люди. Это генетическое начало, стиль, манера поведения».

«Шойгу имеет собственную четкую классификацию людей: настоящий – не настоящий».

«Конечно Сергей Кужугетович – храбрец. Видел его всяким – веселым, грустным, но никогда не видел на его лице страха».

Константин Ремчуков, ng.ru

Теги: 

При использовании и перепечатке материалов ссылка на gov.tuva.ru обязательна

Определение характеристик наноматериалов алюминия, оксида алюминия и диоксида титана с использованием комбинации методов анализа поверхности и размера частиц

* Соответствующие авторы

а Немецкий федеральный институт оценки рисков (BfR), Департамент химической безопасности и безопасности продукции, Max-Dohrn-Straße 8-10, 10589 Берлин, Германия
Электронная почта: Вениамин-Кристоф[email protected]

б Институт медицинской физики и биофизики, Лейпцигский университет, Härtelstrasse 16-18, 04275 Лейпциг, Германия

с Немецкий федеральный институт оценки рисков (BfR), Департамент безопасности пищевых продуктов, Max-Dohrn-Straße 8-10, 10589 Берлин, Германия

д Федеральный институт исследования и испытаний материалов (BAM), Unter den Eichen 87, 12205 Berlin, Германия

e MRIC TEM BIOSIT, Université de Rennes 1, 2 av pro Leon Bernard, Франция

f , F-35000 Rennes, France

г ANSES, Французское агентство по вопросам пищевых продуктов, окружающей среды, гигиены труда и техники безопасности, лаборатория Fougères, 10B rue Claude Bourgelat, Fougères Cedex, Франция

ч Феликс Блох Институт физики твердого тела, факультет физики и наук о Земле, отделение ядерной физики твердого тела, Лейпцигский университет, Linnéstraße 5, 04103 Лейпциг, Германия

и Федеральный институт исследования и испытаний материалов (BAM), Richard-Willstätter-Straße 11, 12489 Берлин, Германия

Синтез и характеристика наночастиц алюминия, полученных в уксусе с использованием метода импульсной лазерной абляции

Длина волны второй гармоники лазера на иттрий-алюминиевом гранате (Nd-YAG), легированного неодимом (нм), использовалась в методе импульсной лазерной абляции ( PLAL) для синтеза наночастиц алюминия, взвешенных в белом уксусе из алюминиевой мишени.Наночастицы были охарактеризованы методами HRTEM и УФ-видимой спектрофотометрии. Было обнаружено, что они имеют размер от 2 до 50 нм в диаметре при среднем диаметре нм. Наночастицы имели максимум поглощения при 237 нм и, как было обнаружено, демонстрировали структуру ядро-оболочка с ядром из алюминия, покрытым тонким слоем аморфного материала, который можно отнести к аморфному углероду. Результаты ПЭМВР показали, что маленькие наночастицы (<20 нм) имели ГЦК-фазу кристаллической структуры алюминия, где более крупные частицы представляли наночастицы оксида алюминия ( γ -Al 2 O 3 ).Такое наблюдение предполагает, что использование белого уксуса в качестве абляционной среды может облегчить синтез наночастиц алюминия с минимальными доказательствами существования наночастиц оксида алюминия в полученной суспензии.

1. Введение

Наночастицы алюминия (НЧ Al) в настоящее время вызывают большой интерес из-за их значительного и разнообразного применения. Было обнаружено, что они являются идеальными катализаторами для реакций с ракетным топливом [1], а также имеют много других многообещающих применений в биомедицинской [2] и антимикробной [3] областях.Тем не менее, синтез наночастиц Al высокой чистоты представляет собой серьезную проблему из-за их способности к окислению с образованием наночастиц Al 2 O 3 [4]. В последние годы импульсная лазерная абляция в жидкости (PLAL) стала перспективным методом получения чистых наночастиц активных металлов [5]. PLAL - это простой одностадийный метод, при котором металлическая мишень в объеме или порошке помещается в водный раствор и облучается лазерными импульсами с коротким периодом времени, обычно около нескольких наносекунд.PLAL считается простой и недорогой технологией, не требующей вакуумного оборудования [6]. Он может обеспечить наночастицы контролируемого размера без какого-либо химического загрязнения [7].

Однако наноматериалы, полученные этим методом, во многом зависят от используемой жидкой среды [8, 9], длины волны лазера [10], энергии лазера [11–13] и времени облучения [8], а также других параметров. Применяя длину волны первой гармоники Nd: YAG-лазера (нм), облученные алюминиевые мишени, погруженные в этанол, ацетон или этиленгликоль, приводили к получению наночастиц Al с различным диаметром в диапазоне от 30 до 100 нм [8, 9].Было замечено, что более мелкие частицы (средний диаметр 30 нм) были получены в ацетоне [8] или этаноле [9], когда применяется более длительная абляция [8]. Аналогичным образом облученные мишени из алюминия в сухом тетрагидрофуране (с добавлением олеиновой кислоты или без нее) приводили к наночастицам Al со средним размером 21 нм [14]. Одна из причин использования олеиновой кислоты в этой реакции состоит в том, что она служит поверхностно-активным веществом, уменьшающим агрегацию. Сообщалось, что pH жидкой среды в PLAL влияет на размеры и поверхностный заряд синтезированных наночастиц [6].С другой стороны, когда необходимы наночастицы чистого Al, требуется предотвращение образования оксидов. Одним из способов достижения этого является введение углеводородов, таких как олеиновая кислота, которые уменьшают соотношение Al / O и минимизируют окисление наночастиц [14].

В этой работе мы демонстрируем возможность изготовления наночастиц Al в кислой среде с использованием технологии PLAL. В качестве источника лазера использовалась длина волны второй гармоники (532 нм) Nd: YAG-лазера, а в качестве жидкой среды использовался белый уксус.Насколько нам известно, ни в одной из предыдущих работ уксус не использовался для получения наночастиц алюминия с использованием PLAL.

2. Эксперимент

Алюминиевые гранулы на основе 99,99% следов металлов (Sigma-Aldrich) с размерами 3–12 мм использовали в качестве мишеней, а в качестве среды использовали сильнокислый белый уксус с pH 2. Используемый в этой работе белый уксус представляет собой органическое вещество, имеющееся на местном рынке, с кислотностью не менее 5%. В типичном эксперименте таблетку полировали наждачной бумагой для удаления коррозии на ее поверхности непосредственно перед абляцией, а затем промывали ацетоном.Затем гранулы помещали в стеклянный стакан и покрывали белым уксусом (уровень ~ 2 мм над мишенью). Затем химический стакан помещали на предметный столик XY, чтобы обеспечить движение мишени под лазерным лучом. Эта процедура была необходима, чтобы избежать образования глубокого кратера на поверхности мишени.

Использовалась длина волны второй гармоники Nd: YAG-лазера (нм, Quanta Ray, Spectra Physics) с частотой следования лазера 10 Гц и длительностью импульса 6 нс. Мощность лазера была установлена ​​на 2 Вт.Лазерный луч фокусировался на поверхность мишени с помощью линзы диаметром 50 мм, и мишень облучалась в течение 15 мин. Эксперимент проводился в условиях окружающей среды. На рис. 1 представлена ​​принципиальная схема экспериментальной установки. После облучения гранулы удаляли и раствор анализировали с помощью спектрофотометрии в УФ-видимом диапазоне (Thermo, Genesys 10S). Структурные и морфологические свойства наночастиц исследовали с помощью ПЭМВР (микроскоп Tecnai G2 F20 Super Twin TEM). Поддон взвешивали до и после процесса абляции, чтобы определить массу взвешенных частиц в растворе.


3. Результаты и обсуждение

Сферические наночастицы алюминия, суспендированные в белом уксусе, образовались в результате абляции 532 нм Nd: YAG-лазера погруженной алюминиевой мишени после 15 минут воздействия. Рассчитанная масса суспендированного алюминия составляла 3,8 мг, что указывает на образование значительного количества наноматериалов.

Спектр поглощения суспензии раствора наночастиц показан на рисунке 2 (а). В спектре виден единственный пик ниже видимого диапазона с максимумом поглощения при 237 нм.Наличие такого пика (ниже 250 нм) свидетельствует об образовании наночастиц алюминия в суспензии [8]. В предыдущих исследованиях [8, 13, 15] сообщалось, что пик около 200 нм соответствует наночастицам в диапазоне диаметров 10 нм, а красное смещение связано с более крупными частицами [13]. Кроме того, на рис. 2 (а) показано широкое плечо поглощения в области 300–400 нм, которое приписывают наночастицам со структурой ядро-оболочка [13, 15]. ПЭМ-изображения суспензии, как показано на рисунках 2 (b) и 2 (c), указывают на существование наносфер, размер которых варьируется от 2 нм до 50 нм.Измерения наночастиц проводились непосредственно с изображений ПЭМ с помощью программного обеспечения ImageJ. Затем было построено распределение этих наночастиц по размерам и проиллюстрировано на рисунке 2 (d), где средний диаметр оказался равным нм.

При исследовании наночастиц разных размеров было замечено, что более мелкие наночастицы (<20 нм) имеют другую структуру, чем более крупные. Увеличивая более мелкие наночастицы с помощью анализа HRTEM (рисунки 3 (a) и 3 (b)), можно увидеть, что прямолинейное расстояние в кристаллической структуре частиц равно 0.2 нм и 0,23 нм, что соответствует плоскостям (200) и (111) ГЦК алюминия соответственно. Это дополнительно подтверждается анализом дифракции электронов на выбранной площади (SAED), показанным на рисунке 3 (c), где его график показывает наличие Al (111), (200), (311), (222) и (400) с начало γ -Al 2 O 3 (440) на основе Совместного комитета по стандарту порошковой дифракции и Международного центра дифракционных данных (JCPDS-ICDD) № карт. 85-1327 для чистого алюминия и 29-0063 для γ -Al 2 O 3 .Кроме того, частицы имеют структуру ядро-оболочка с алюминием в ядре и покрыты тонким слоем. Природа тонкого слоя с покрытием может потребовать дальнейшего изучения. Предполагается, что тонкий слой может быть оксидом алюминия (Al 2 O 3 ) или аморфным углеродом, который возникает в результате разложения уксусной среды во время лазерной абляции [8].

Для более крупных наночастиц (> 50 нм), показанных на рисунке 4 (a), структура HRTEM показывает ориентацию зерен (220) и шаг решетки 0.28 нм, что соответствует γ -Al 2 O 3 наночастиц. Это дополнительно подтверждается изображением решетки с преобразованием Фурье на рис. 4 (b), которое указывает на наличие ориентаций (220) и (311) γ -Al 2 O 3 . Следует отметить, что интенсивность фазы (311) γ -Al 2 O 3 очень мала; следовательно, он не появлялся в шаблоне SAED на Рисунке 3 (c).

Согласно изображениям ПЭМ, распределению наночастиц по размерам и картине SAED (рисунки 2 и 3) можно было сделать вывод, что количество наночастиц Al в приготовленном растворе превышало количество наночастиц Al 2 O 3 .В частности, было обнаружено, что отношение Al / Al 2 O 3 составляет около 9,5. Это может быть связано с обилием ионов H + в кислой среде, из-за чего ионы O 2–, полученные в результате фотолиза и термолиза, предпочитают сочетаться с ионами H + . Следовательно, большинство ионов Al 3+ упускают шанс рекомбинировать с ионами O 2– и существуют в форме металлического Al [14, 16].

С точки зрения кристаллической структуры оксид алюминия (оксид алюминия; Al 2 O 3 ) имеет множество форм [17, 18].Эти различные формы называются «переходным оксидом алюминия» и обозначаются префиксами γ , δ , θ , κ , χ , η и ρ . Оксид алюминия переходит из одной формы в другую из-за повышения температуры. Конечным продуктом этого переходного оксида алюминия является α -Al 2 O 3 , который считается наиболее стабильной формой. В наших экспериментальных условиях конечным продуктом превращения оксида алюминия был γ -Al 2 O 3 , то есть температура была недостаточно высокой для достижения α -Al 2 O 3 фаза.

4. Заключение

В заключение, наночастицы алюминия и оксида алюминия ( γ -Al 2 O 3 ), суспендированные в белом уксусе, были синтезированы с использованием метода PLAL. Наночастицы алюминия были более многочисленными и варьировались по размеру от 2 до 50 нм при среднем диаметре нм. Однако было обнаружено очень ограниченное количество наночастиц оксида алюминия размером более 50 нм в диаметре. Наночастицы оксида алюминия могут быть вызваны реакцией гранул алюминия с кислородом в результате разложения белого уксуса под действием лазерных импульсов.Белый уксус, который, насколько нам известно, был использован здесь впервые в качестве абляционной среды, действовал как ингибитор окисления, способствуя синтезу наночастиц алюминия с минимальным количеством наночастиц оксида алюминия.

Доступность данных

Изображения HRTEM и файлы Excel, используемые для подтверждения результатов этого исследования, доступны у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы выражают благодарность отделу научных исследований и инноваций факультета естественных наук и Фонду КАУ (WAQF) Университета короля Абдулазиза, Джидда, Саудовская Аравия, за поддержку этой работы (номер гранта: Scigriu38 / 10).

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Структурная характеристика белка, адсорбированного на адъюванте гидроксида алюминия в составе вакцины.

  • 1.

    Гленни А. Т., Поуп К. Г., Уоддингтон Х. и Уоллес У. Иммунологические примечания. XVII − XXIV. J. Pathol. Бактериол. 29 , 31–40 (1926).

    CAS Статья Google ученый

  • 2.

    Del Giudice, G., Rappuoli, R. & Didierlaurent, A. M. Корреляты адъювантности: обзор адъювантов в лицензированных вакцинах. Семин. Иммунол. 39 , 14–21 (2018).

    Артикул Google ученый

  • 3.

    О’Хаган, Д. Т., Фридланд, Л. Р., Ханон, Э. и Дидьерлаурент, А. М. К подходу, основанному на фактических данных, для разработки адъювантных вакцин. Curr. Opin. Иммунол. 47 , 93–102 (2017).

    Артикул Google ученый

  • 4.

    HogenEsch, H., O’Hagan, D. T. и Fox, C. B. Оптимизация использования алюминиевых адъювантов в вакцинах: вы можете просто получить то, что хотите. NPJ Vaccin. 3 , 51 (2018).

    Артикул Google ученый

  • 5.

    Sokolovska, A., Hem, S. L. & HogenEsch, H. Активация дендритных клеток и индукция дифференцировки CD4 (+) Т-клеток с помощью алюминийсодержащих адъювантов. Vaccine 25 , 4575–4585 (2007).

    CAS Статья Google ученый

  • 6.

    Jones, L. S. et al. Влияние адсорбции адъювантами на основе солей алюминия на структуру и стабильность модельных белковых антигенов. J. Biol. Chem. 280 , 13406–13414 (2005).

    CAS Статья Google ученый

  • 7.

    Jully, V., Mathot, F., Moniotte, N., Préat, V. & Lemoine, D. Механизмы адсорбции антигена на адъюванте из гидроксида алюминия, оцененные с помощью высокопроизводительного скрининга. J. Pharm. Sci. 105 , 1829–1836 (2016).

    CAS Статья Google ученый

  • 8.

    Régnier, M. et al. Структурные нарушения анатоксина дифтерии при адсорбции на адъюванте гидроксида алюминия. Vaccine 30 , 6783–6788 (2012).

    Артикул Google ученый

  • 9.

    Донг А., Джонс, Л. С., Кервин, Б. А., Кришнан, С. и Карпентер, Дж. Ф. Вторичные структуры белков, адсорбированных на гидроксид алюминия: инфракрасный спектроскопический анализ белков при низких концентрациях раствора. Анал. Biochem. 351 , 282–289 (2006).

    CAS Статья Google ученый

  • 10.

    Киркитадзе, М., Синха, А., Ху, Дж., Уильямс, В. и Кейтс, Г. Компоненты вакцины с адъювантом: анализ структуры и стабильности. Procedureia Vaccinol. 1 , 135–139 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 11.

    Соляков, А., Харрис, Дж. Р., Уоткинсон, А. и Лейки, Дж. Х. Структура полимера Yersinia pestis Caf1 в свободном и связанном с адъювантом состояниях. Vaccine 28 , 5746–5754 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 12.

    Андреас, Л. Б. и др. Структура полностью протонированных белков с помощью детектируемого протонами ЯМР с вращением под магическим углом. Proc. Natl. Акад. Sci. США 113 , 9187–9192 (2016).

    CAS Статья Google ученый

  • 13.

    Quinn, C.M. et al. Динамическое регулирование взаимодействия капсида ВИЧ-1 с фактором рестрикции TRIM5α, идентифицированным с помощью ЯМР с вращением под магическим углом и моделирования молекулярной динамики. Proc. Natl. Акад. Sci. США 115 , 11519–11524 (2018).

    CAS Статья Google ученый

  • 14.

    Пейдж, Р. К., Ли, С., Мур, Дж. Д., Опелла, С. Дж. И Кросс, Т. А. Структура скелета небольшого спирального интегрального мембранного белка: уникальная структурная характеристика. Protein Sci. 18 , 134–146 (2009).

    CAS PubMed Google ученый

  • 15.

    Soong, R. et al. Проведенные протонной эволюцией твердотельные ЯМР-исследования цитохрома b5, встроенного в бицеллы, в локальном поле, раскрывают как структурную, так и динамическую информацию. J. Am. Chem. Soc. 132 , 5779–5788 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 16.

    Park, S.H. et al. Структура хемокинового рецептора CXCR1 в фосфолипидных бислоях. Природа 491 , 779–783 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 17.

    Retel, J. S. et al. Структура белка G внешней мембраны липидных бислоев. Nat. Commun. 8 , 2073 (2017).

    Артикул Google ученый

  • 18.

    Fusco, G. et al. Прямое наблюдение за тремя участками α-синуклеина, которые определяют его мембраносвязанное поведение. Nat. Commun. 5 , 3827 (2014).

    CAS Статья Google ученый

  • 19.

    Сергеев, И. В., Итин, Б., Рогавски, Р., Дэй, Л. А. и МакДермотт, А. Е. Эффективное определение и анализ ЯМР интактного вируса с использованием последовательных корреляций боковых цепей и сенсибилизации DNP. Proc.Natl. Акад. Sci. США 114 , 5171–5176 (2017).

    CAS Статья Google ученый

  • 20.

    Habenstein, B. et al. Гибридная структура пилуса 1 типа уропатогенной Escherichia coli . Angew. Chem. Int. Эд. 54 , 11691–11695 (2015).

    CAS Статья Google ученый

  • 21.

    Öster, C. et al.Характеристика границ раздела белок-белок в больших комплексах с помощью усилений парамагнитной релаксации в твердотельном ЯМР-растворителе. J. Am. Chem. Soc. 139 , 12165–12174 (2017).

    Артикул Google ученый

  • 22.

    Tuttle, M. D. et al. Твердотельная структура ЯМР патогенной фибриллы полноразмерного α-синуклеина человека. Nat. Struct. Мол. Биол. 23 , 409–415 (2016).

    CAS Статья Google ученый

  • 23.

    Wiegand, T. et al. Конформационные изменения, связанные с гидролизом и транслокацией АТФ в бактериальной геликазе DnaB. Nat. Commun. 10 , 31 (2019).

    Артикул Google ученый

  • 24.

    Берш, Б., Дёрр, Дж. М., Хессель, А., Киллиан, Дж. А. и Шанда, П. Твердотельная ЯМР-спектроскопия с детектированием протонов белка, способствующего диффузии цинка, в нативных нанодисках. Angew. Chem. Int. Эд. Англ. 56 , 2508–2512 (2017).

    CAS Статья Google ученый

  • 25.

    Joedicke, L. et al. Молекулярные основы подтипной селективности рецепторов, связанных с кинином G-белком человека. Nat. Chem. Биол. 14 , 284–290 (2018).

    CAS Статья Google ученый

  • 26.

    Ravera, E. et al. Твердотельный ЯМР ПЭГилированных белков. Angew. Chem. Int. Эд. Англ. 55 , 2446–2449 (2016).

    CAS Статья Google ученый

  • 27.

    Fragai, M. et al. SSNMR ферментов, захваченных биокремнеземом, позволяет легко оценить сохранение нативной конформации в атомных деталях. Chem. Commun. 50 , 421–423 (2014).

    CAS Статья Google ученый

  • 28.

    Ravera, E. et al. Ферменты, захваченные биокремом, изучены с помощью высокопольной ЯМР-спектроскопии с динамической ядерной поляризацией. Chemphyschem 16 , 2751–2754 (2015).

    CAS Статья Google ученый

  • 29.

    Giuntini, S. et al. Характеристика характера конъюгирования в больших конъюгатах полисахарид-белок с помощью ЯМР-спектроскопии. Angew. Chem. Int. Эд. 56 , 14997–15001 (2017).

    CAS Статья Google ученый

  • 30.

    Джунтини, С., Церофолини, Л., Равера, Э., Фрагай, М. и Лучинат, С. Детали атомной структуры белка, привитого на наночастицы золота. Sci. Отчетность 7 , 17934 (2017).

    Артикул Google ученый

  • 31.

    Jantschke, A. et al. Понимание супрамолекулярной архитектуры интактной биокремнезема диатомовых водорослей с помощью твердотельной ЯМР-спектроскопии с использованием ДНФ. Angew. Chem. Int. Эд. Англ. 54 , 15069–15073 (2015).

    CAS Статья Google ученый

  • 32.

    Martelli, T. et al. Оценка качества ферментов, инкапсулированных в биоинспирированный диоксид кремния, на атомном уровне. Химия 22 , 425–432 (2015).

    Артикул Google ученый

  • 33.

    Balayssac, S. et al. Твердотельный ЯМР матричной металлопротеиназы 12: подход, дополняющий ЯМР в растворе. Chembiochem 8 , 486–489 (2007).

    CAS Статья Google ученый

  • 34.

    Cerofolini, L. et al. Характеристика ПЭГилированной аспарагиназы: новые возможности ЯМР-анализа больших ПЭГилированных терапевтических средств. Химия 25 , 1984–1991 (2019).

    CAS Статья Google ученый

  • 35.

    Ван С.и другие. Определение структуры твердотельного ЯМР-спектроскопии липидного белка гептаеликальной мембраны. Nat. Методы 10 , 1007–1012 (2013).

    Артикул Google ученый

  • 36.

    Suiter, C. L. et al. MAS ЯМР ансамблей белка ВИЧ-1. J. Magn. Резон. 253 , 10–22 (2015).

    CAS Статья Google ученый

  • 37.

    Марчанка А., Саймон Б., Альтхофф-Оспельт Г. и Карломагно Т. Определение структуры РНК с помощью твердотельной ЯМР-спектроскопии. Nat. Commun. 6 , 7024 (2015).

    CAS Статья Google ученый

  • 38.

    Гарсон, Н. и Фриде, М. 6 - Эволюция адъювантов на протяжении веков. В вакцине Плоткина ( Седьмое издание ) (ред.Плоткин, С.A. et al.) 61−74.e4 (Elsevier, Амстердам, 2018).

  • 39.

    Scarselli, M. et al. Рациональный дизайн менингококкового антигена, вызывающего широкий защитный иммунитет. Sci. Пер. Med. 3 , 91ra62 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 40.

    Коцци, Р., Скарселли, М. и Ферленги, И. Структурная вакцинология: трехмерный взгляд на разработку вакцины. Curr. Верхний. Med.Chem. 13 , 2629–2637 (2013).

    Артикул Google ученый

  • 41.

    Cerofolini, L. et al. Твердотельный ЯМР высокого разрешения, характеризующий связывание лиганда с белком, иммобилизованным в матрице диоксида кремния. J. Phys. Chem. B 121 , 8094–8101 (2017).

    CAS Статья Google ученый

  • 42.

    Graham, M. L. Pegaspargase: обзор клинических исследований. Adv. Препарат Делив. Ред. 55 , 1293–1302 (2003).

    CAS Статья Google ученый

  • 43.

    Kumru, O. S. et al. Нестабильность вакцины в холодовой цепи: механизмы, анализ и стратегии разработки. Биологические препараты 42 , 237–259 (2014).

    CAS Статья Google ученый

  • 44.

    Braun, L.J. et al. Характеристика термостабильной вакцины против гепатита В. Vaccine 27 , 4609–4614 (2009).

    Артикул Google ученый

  • 45.

    Састри М., Бьюли К. А. и Квонг П. Д. Экспрессия в млекопитающих изотопно меченных белков для ЯМР-спектроскопии. Adv. Exp. Med. Биол. 992 , 197–211 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 46.

    Вернер К., Рихтер К., Klein-Seetharaman, J. & Schwalbe, H. Изотопное мечение GPCR млекопитающих в клетках HEK293 и характеристика С-конца бычьего родопсина с помощью жидкостной ЯМР-спектроскопии высокого разрешения. J. Biomol. ЯМР 40 , 49–53 (2008).

    CAS Статья Google ученый

  • 47.

    Vajpai, N. et al. Конформации раствора и динамика комплексов ABL-киназа-ингибитор, определенные с помощью ЯМР, подтверждают различные способы связывания иматиниба / нилотиниба и дазатиниба. J. Biol. Chem. 283 , 18292–18302 (2008 г.).

    CAS Статья Google ученый

  • 48.

    Strauss, A. et al. Эффективное единообразное изотопное мечение киназы Abl, экспрессируемой в инфицированных бакуловирусом клетках насекомых. J. Biomol. ЯМР 31 , 343–349 (2005).

    CAS Статья Google ученый

  • 49.

    Морган, В. Д., Крагт, А.И Фини, Дж. Экспрессия меченного изотопом дейтерия белка в дрожжах pichia pastoris для ЯМР-исследований. J. Biomol. ЯМР 17 , 337–347 (2000).

    CAS Статья Google ученый

  • 50.

    Takahashi, H. & Shimada, I. Производство меченных изотопами гетерологичных белков в не-E. coli прокариотические и эукариотические клетки. J. Biomol. ЯМР 46 , 3–10 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 51.

    Schuetz, A. et al. Протоколы последовательного твердотельного ЯМР-спектроскопического определения однородно меченого белка 25 кДа: HET-s (1-227). ChemBioChem 11 , 1543–1551 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 52.

    Keller, R. Учебное пособие по компьютерному назначению резонанса (CARA) (CANTINA Verlag, Goldau, 2004).

  • 53.

    Grzesiek, S. et al. Структура раствора Nef ВИЧ-1 обнаруживает неожиданную складку и позволяет очертить поверхность связывания для домена Sh4 тирозинкиназы Hck. Nat. Struct. Биол. 3 , 340–345 (1996).

    CAS Статья Google ученый

  • Алюминий | Введение в химию

    Цель обучения
    • Опишите свойства алюминия.

    Ключевые моменты
      • Алюминий - мягкий, легкий и ковкий серебристый металл, не растворимый в воде.
      • Подавляющее большинство соединений содержат алюминий со степенью окисления 3+, но известны соединения со степенью окисления +1 и +2.
      • Алюминий содержит много известных изотопов, массовые числа которых находятся в диапазоне от 21 до 42.
      • Алюминий является наиболее широко используемым цветным металлом и в основном легирован, что улучшает его механические свойства.

    Условия
    • алюминий Металлический химический элемент (обозначение Al) с атомным номером 13.
    • пассивирование: относится к материалу, который становится «пассивным», то есть меньше подвержен влиянию факторов окружающей среды, таких как воздух или вода.

    Физические свойства алюминия

    Алюминий это:

    • относительно мягкий
    • прочный
    • легкий
    • пластичный
    • податливый
    • Внешний вид варьируется от серебристого до тускло-серого
    • не растворяется в воде при нормальных условиях
    • немагнитный
    • плохо воспламеняется
    • , способный быть сверхпроводником

    Химические свойства

    Алюминий устойчив к коррозии из-за явления пассивации.Когда металл подвергается воздействию воздуха, образуется тонкий поверхностный слой оксида алюминия. Этот оксидный слой защищает находящийся под поверхностью алюминий от дальнейшего окисления. Как и многие другие металлы, алюминий также может окисляться водой с образованием водорода и тепла:

    [латекс] 2Al \ quad + \ quad 3 {H} _ {2} O \ quad \ longrightarrow \ quad {Al} _ {2} {O} _ {3} +3 {H} _ {2} [/ латекс]

    Хотя алюминий очень легко окисляется, можно удалить оксидный слой с образца без его немедленного риформинга.Самый простой и безопасный способ - подключить батарею к образцу и провести электролиз либо в инертной атмосфере (например, газообразный аргон), либо в условиях вакуума.

    Подавляющее большинство соединений алюминия имеют металл в степени окисления 3+. Координационное число алюминия может варьироваться, но обычно Al 3+ является тетра- или гексакоординированным. Это означает, что у него будет 4 или 6 лигандов.

    Галогениды алюминия: использование в качестве кислот Льюиса

    Алюминий - очень реактивный металл, который легко вступает в реакцию с трехвалентными соединениями продукта.Его галогениды (AlF 3 , AlCl 3 , AlBr 3 и AlI 3 ) являются общими примерами. Трехвалентный алюминий является электронодефицитным и поэтому исключительно полезен в качестве кислоты Льюиса, особенно в органическом синтезе.

    Гидриды алюминия и алюминийорганические соединения

    Существует множество соединений эмпирической формулы AlR 3 и AlR 1,5 Cl 1,5 . Эти разновидности обычно имеют тетраэдрические центры Al. С большими органическими группами триорганоалюминий существует в виде трехкоординированных мономеров, таких как триизобутилалюминий.

    Важным гидридом алюминия является алюмогидрид лития (LiAlH 4 ), который используется в качестве восстановителя в органической химии. Его можно производить из гидрида лития и трихлорида алюминия:

    [латекс] 4LiH \ quad + \ quad Al {Cl} _ {3} \ quad \ longrightarrow \ quad LiAl {H} _ {4} \ quad + \ quad 3LiCl [/ латекс]

    Алюминий общего назначения

    Алюминий - наиболее широко используемый цветной металл. Алюминий почти всегда легирован, что заметно улучшает его механические свойства, особенно при отпуске.Например, обычная алюминиевая фольга и банки для напитков представляют собой сплавы с содержанием алюминия от 92% до 99%. Некоторые из многих применений металлического алюминия находятся в:

    • Транспортировка листов, труб, отливок и т. Д.
    • Упаковка (жестяная банка, фольга и др.)
    • Конструкция (окна, двери, сайдинг, строительная проволока и т. Д.)
    • Широкий ассортимент предметов домашнего обихода, от кухонной утвари до бейсбольных бит и часов
    • Столбы уличного освещения, мачты парусных судов, прогулочные шесты и т. Д.
    • Наружные оболочки бытовой электроники, а также корпуса для оборудования (например, фотоаппаратуры)
    • Линии электропередачи для распределения электроэнергии
    • Алюминий особой чистоты, используемый в электронике и компакт-дисках
    • Радиаторы для электронных устройств, таких как транзисторы и процессоры
    • Материал подложки из ламината с металлическим сердечником, плакированного медью, используемого в светодиодном освещении высокой яркости
    • Алюминий порошковый, используемый в красках и пиротехнике
    • Множество стран, включая Францию, Италию, Польшу, Финляндию, Румынию, Израиль и бывшую Югославию, выпустили монеты, отчеканенные из алюминия или алюминиево-медных сплавов
    Использование алюминия при транспортировке Остин в алюминиевом корпусе «A40 Sports» (ок.1951).

    Показать источники

    Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

    Разработка и описание энергетических систем на алюминиевом топливе и жидкого алюминиевого топлива

    Абстрактные

    Различные реакции алюминия с водой были термодинамически проанализированы в широком диапазоне температур и давлений, чтобы определить наиболее благоприятную реакцию при каждом условии.Результаты показывают, что при наиболее достижимых температурах и давлениях реакция будет давать AlOOH, однако при низких температурах и высоких давлениях это перейдет в реакцию с образованием Al (OH) ₃. Затем эта модель была подтверждена экспериментально с использованием XRD и FTIR для идентификации продуктов реакции алюминия и воды, образующихся при различных температурах и давлениях. Новый метод нанесения покрытия на поверхность с ограничением эвтектики Ga In был разработан для производства эффективного и стабильного алюминиевого топлива. Этот метод покрытия также позволил изучить влияние повышенной концентрации эвтектики на выход алюминия в реакции.Эти результаты по выходу реакции показали, что минимальная пороговая концентрация эвтектики 1,9% была необходима для создания реактивного топлива, и что добавление концентраций сверх этого значения увеличит выход реакции с уменьшением отдачи. По этой алюминиевой технологии был изготовлен первый в мире автомобиль, работающий на алюминиевом топливе. Энергосистема мощностью 10 кВт, работающая на реакции алюминия с водой, была успешно интегрирована в BMW i3, чтобы заменить расширитель диапазона и привести автомобиль в действие. С целью создания более простых энергетических систем в будущем было также разработано жидкое алюминиевое топливо.Это топливо работает путем суспендирования 65% частиц алюминия по массе в смеси минерального масла и коллоидального кремнезема. Это недавно разработанное жидкое топливо можно легко перекачивать, оставаться во взвешенном состоянии в течение нескольких месяцев, и при этом сохраняется полный уровень завершения реакции. Наконец, была представлена ​​и проанализирована концепция совместного водородно-парового двигателя внутреннего сгорания. Этот двигатель использует как тепловую, так и водородную энергию, создаваемую реакцией алюминия с водой, и демонстрирует идеальный КПД системы до 33%, все еще работая при практических давлениях в системе.

    Описание
    Эта электронная версия была предоставлена ​​автором-студентом. Заверенная диссертация имеется в Архиве и специальных собраниях института.

    Диссертация: S.M., Массачусетский технологический институт, факультет машиностроения, 2019

    Каталогизируется из версии диссертации в формате PDF.

    Включает библиографические ссылки (страницы 127–130).

    Отдел
    Массачусетский Институт Технологий. Кафедра машиностроения

    Издатель

    Массачусетский технологический институт

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *