The Renaissance of the Becker–D¨oring–Zeldovich Theory of Nucleation Kinetics

The classical theory of nucleation kinetics was developed in works of Becker, D¨oring, and Zeldovich. The problem of huge discrepancy between experimental data about nucleation rate and theoretical results, based on the classical theory of nucleation kinetics, is discussed. Two drawbacks of classical theory are considered: application only isothermal nucleation kinetics and neglecting of microstructure of supersaturation field. It was shown that for the same temperature and supersaturation nonisothermal nucleation kinetics decreases the value of nucleation rate on 1–2 orders. For high nucleation rates the correct calculation of the microstructure of the supersaturation field can substantially, on several orders of nucleation rate, decreases this discrepancy

The effect of carrier gas pressure on vapor phase nucleation experiments using a thermal diffusion cloud chamber

Recent measurements of critical supersaturations for the vapor phase homogeneous nucleation of several substances using a diffusion cloud chamber technique exhibit a dependence on the pressure of the carrier gas used in the experiments. A model of droplet growth and motion in a diffusion cloud chamber, combined with the density and temperature profiles of the chamber is presented to explain the pressure dependent results. The model demonstrates that at higher carrier gas pressures the growth of the droplets is retarded and the optical scattering signal from the particles is reduced. It is concluded that the observed effect may not result from a pressure dependence of the nucleation rate, but from a pressure dependence of the droplet growth and motion

СВЯЗЬ БРОУНОВСКОЙ ДИФФУЗИИ С КРУПНОМАСШТАБНОЙ МОРФОЛОГИЕЙ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОЙ ПЛЕНКИ НА СТЕНКЕ ПРОТОЧНОГО РЕАКТОРА

A self-consistent mathematical model of nanoparticle deposition from a gas flow and a nanostructured film growth was developed. Qualitative estimates and simulation results are presented, which are in accordance with experimental data. During simulation it is found that at the inlet of the cylindrical reactor a large-scale morphology of a film thickness is formed which does not depend on its width. It is shown that the morphology of a deposited film can be optimized by controlling the width of an inlet nanoparticle beam and by an inlet gas temperature.Разработана самосогласованная математическая модель осаждения наночастиц из газового потока и формирования наноструктурированной пленки. Представлены качественные оценки и результаты расчетов, которые согласуются с экспериментальными данными. Было обнаружено, что в цилиндрическом реакторе образуется крупномасштабная морфология пленки, которая не зависит от толщины пленки. Показано, что морфология пленки может быть оптимизирована за счет управления шириной пучка наночастиц и начальной температуры газового потока

БРОУНОВСКАЯ ДИФФУЗИЯ НАНОЧАСТИЦ ВНУТРИ СФЕРИЧЕСКОЙ КАПЛИ ПЕРЕМЕННОГО РАДИУСА

The influence of Brownian diffusion on the distribution of nanoparticles in an evaporating or growing micron droplet is considered. It is shown that there are possibilities for emerging a spatially non-uniform state of the nanoparticles in the droplet.Исследовано влияние броуновской диффузии на распределение наночастиц внутри испаряющейся и растущей микронной капли. Показано, что возможно возникновение пространственно неоднородных распределений наночастиц в капле

Математическое моделирование влияния вакцинации на распространение эпидемии COVID-19

The mathematical model based on a system of ordinary differential equations is proposed to describe the effect of the vaccination rate on the spread of the COVID-19 epidemic. The results of numerical modeling are presented for the case when vaccination begins after the beginning of the epidemic. A dimensionless vaccination parameter V was obtained, which allows one to characterize the effect of the vaccination rate on the reduction of the incidence of viral diseases with different virulence levels in a large closed population of people. Introducing this parameter allows the simulation results to be generalized to the populations of different size, different epidemic spread rate, different vaccination rate, and different vaccine efficiency. It has been shown that increasing the parameter V decreases the proportion of the sick population. It follows from our model that the vaccination influence on the spread of a respiratory viral disease such as COVID-19 decreases for a later initiation of vaccination. The simulation results should contribute to the development of optimal vaccination scenarios for the population.Предложена математическая модель на основе системы обыкновенных дифференциальных уравнений для описания влияния темпа вакцинации на распространение эпидемии типа COVID-19. Приведены результаты численного моделирования для случая, когда вакцинация начинается после начала распространения эпидемии. Получен безразмерный параметр вакцинации V, который позволяет количественно характеризовать влияние темпа вакцинации на снижение заболеваемости вирусными заболеваниями с различными уровнями вирулентности в большой замкнутой популяции людей. Введение этого параметра позволяет переносить результаты моделирования на популяции других размеров для разных скоростей распространения эпидемии, разных скоростей вакцинирования и разной эффективности вакцин. Показано, что увеличение параметра вакцинации V при прочих равных условиях приводит к снижению доли заболевшего населения. Показано также, что при постоянном темпе вакцинации ее влияние на распространение респираторного вирусного заболевания типа COVID-19 снижается при более позднем начале вакцинации. Результаты моделирования могут способствовать разработке оптимальных сценариев вакцинации населения

Опыт применения контраст-усиленного ультразвукового исследования при наиболее часто встречающихся злокачественных новообразованиях печени

Aim. To study the features of contrast enhancement of malignant neoplasms of the liver in patients with and without cirrhosis (LC), to study the differences in the dynamics of contrast enhancement of liver are metastatic lesions (MTS) and hepatocellular carcinoma (HCC).Material and methods. A retrospective analysis results 58 patients with HCC (group 1) and 51 patients with liver metastases (group 2) was carried out based on morphological data. According to the criterion for the presence of LC, group 1 was divided into two subgroups. The main method of radiological diagnostics was contrast enhancement ultrasound (CEUS).Results. The indicators of the dynamics of the Wash-in of an ultrasound contrast agent into the HCC node and the dynamics of the drug WASH-OUT from the focus in patients with LC did not significantly differ from those in patients without cirrhosis. HCC is characterized by the onset of leaching of the ultrasound contrast agent after 62 seconds from the beginning of the study, which significantly differs from MTS (p <0.05). The parameters in predicting the G3 stage of the tumor were as follows: the parameter “onset of WASH-OUT” of the from the focus <79 sec, the parameter “time of maximum WASH-OUT” of the ultrasound contrast agent <270 seconds. In our opinion, certain difficulties are presented by the diagnosis of highly differentiated carcinomas due to the absence of the WASH-OUT phenomenon in 50% of patients. Differential diagnosis of metastases should be based on a combination of a number of signs, the most important of which, in our opinion, are: early onset of elution of ultrasound contrast agent, “black hole” symptom, peripheral ring-shaped enhancement in arterial phase.Conclusion. The data obtained with the help of CEUS confirm the effect of “arterialization of hepatic blood flow” in patients with LC. Differences in the parameters of contrasting HCC nodes in subgroups of patients with and without LC are not statistically significant. The polymorphism of the signs detected in MTS in the liver is due to the morphology of the primary tumor and the size of the neoplasms. Differential diagnosis should be based on a combination of signs of the dynamics of ultrasound contrast agents.Цель исследования: изучение особенностей контрастирования злокачественных новообразований печени у пациентов с циррозом печени (ЦП) и без, изучение отличий динамики контрастирования метастазов печени (МТС) и гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК).Материал и методы. На основании морфологических данных проведен ретроспективный анализ обследования 58 пациентов с ГЦК (группа 1) и 51 пациента с МТС печени (группа 2). По критерию наличия ЦП группа 1 была разделена на две подгруппы. Основным методом лучевой диагностики в обеих группах было контраст-усиленное ультразвуковое исследование (КУУЗИ).Результаты. Показатели динамики поступления ультразвукового контрастного препарата (УЗКП) в узел ГЦК и динамики вымывания препарата из очага у пациентов с ЦП достоверно не отличались от показателей у пациентов без цирроза. Для ГЦК характерно начало вымывания УЗКП после 62-й секунды от начала исследования, чем она достоверно отличается от МТС (р < 0,05). Параметры в прогнозировании G3 стадии опухоли были следующими: параметр “начало вымывания” УЗКП из очага <79 с, параметр “время максимального вымывания” УЗКП < 270 с. На наш взгляд, определенные сложности представляет диагностика высокодифференцированных карцином ввиду отсутствия феномена WASH-OUT у 50% пациентов. Дифференциальная диагностика метастазов должна строиться на комбинации ряда признаков, наиболее важными из них, на наш взгляд, являются: раннее начало вымывания УЗКП, симптом “черной дыры”, периферическое кольцевидное усиление в артериальную фазу.Выводы. Полученные при помощи КУУЗИ данные подтверждают эффект “артериализации печеночного кровотока” у больных с ЦП. Различия показателей параметров контрастирования узлов ГЦК в подгруппах пациентов с ЦП и без статистически недостоверны. Для очаговых поражений характерны различные рисунки контрастирования, которые являются основой определения их злокачественности. Полиморфизм признаков, выявляемых при МТС в печени, обусловлен морфологией первичной опухоли и размерами новообразований. Дифференциальная диагностика должна строиться на комбинации признаков динамики УЗКП

Spectroscopic study of impurities and associated defects in nanodiamonds from Efremovka (CV3) and Orgueil (CI) meteorites

The results of spectroscopic and structural studies of phase composition and of defects in nanodiamonds from Efremovka (CV3) and Orgueil (CI) chondrites indicate that nitrogen atomic environment in meteoritic nanodiamonds (MND) is similar to that observed in synthetic counterparts produced by detonation and by the Chemical Vapour Deposition (CVD)-process. Most of the nitrogen in MND appears to be confined to lattice imperfections, such as crystallite/twin boundaries and other extended defects, while the concentration of nitrogen in the MND lattice is low. It is suggested that the N-rich sub-population of MND grains may have been formed with high growth rates in environments rich in accessible N (i.e., N in atomic form or as weakly bonded compounds). For the first time the silicon-vacancy complex (the "silicon" defect) is observed in MND by photoluminescence spectroscopy.Comment: 33 pages, 5 figures, submitted to Geochimica et Cosmochimica Act

Synthesis of highly stable luminescent molecular crystals based on (E)-2-((3-(ethoxycarbonyl)-5-methyl-4-phenylthiophen-2-yl)amino)-4-oxo-4-(p-tolyl)but-2-enoic acid

Received: 09.12.2021. Revised: 14.12.2021. Accepted: 14.12.2021. Available online: 15.12.2021.The synthesis of (E)-2-((3-(ethoxycarbonyl)-5-methyl-4-phenylthiophen-2-yl)amino)-4-oxo-4-(p-tolyl)but-2-enoic acid was performed. This organic compound was used as a building block for the organic molecular crystals with highly stable photoluminescence at ambient conditions, which has been established during 10 years of exploitation.The authors acknowledge financial support from the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (project № 075-15-2021-963)

РЕЖИМЫ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ФЕМТОЛИТРОВЫХ КАПЕЛЬ РАСТВОРОВ НА ПОДЛОЖКУ-ЭЛЕКТРОД ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ

For reduced pressure 60–300 Torr experimental results and theoretical estimates of electrostatic deposition of femtoliter droplets, containing inside nanoparticles, from the gas stream on substrate-electrode are presented. It is shown that the corona discharge with a stream of droplets is stable in a limited range of currents and voltages. Similarity criterion of the process of electrostatic deposition is obtained. It was found that the use a thin dielectric substrate, covering the electrodes, significantly reduces agglomeration of charged droplets due to Coulomb repulsion.Представлены экспериментальные результаты и теоретические оценки осаждения при пониженном давлении 60–300 торр фемтолитровых капель, содержащих внутри наночастицы, из газового потока на подложку-электрод. Показано, что коронный разряд с потоком капель устойчив в ограниченном диапазоне токов и напряжений. Установлен параметр подобия процесса электростатического осаждения. Обнаружено, что осаждение на диэлектрическую подложку, закрывающую электрод, существенно уменьшает агломерацию капель за счет кулоновского отталкивания