Application of Nanocomposite Coatings with Different Structural Physical and Chemical Characteristics in Tissue Engineering

The research covers the results of experimental studies of the effect character of nanocomposite coatings with different physical and chemical parameters (type, roughness, hydrophilic-hydrophobic characteristics) on structural and functional properties (adhesive potential, phenotype, gene expression) of mesenchymal stem cells (MSCs). On the tested nanocoatings (Al2O3, ZrO2, Ta2O5) the capability of oxide coating Al2O3 to enrich the in vitro cultured bone marrow (BM) with the cells of MSCs phenotype markers as well as to increase the expression rate of ido gene in them, which may extend the spectrum of their therapeutic application in clinics, has been found. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3496

Application of Nanocomposite Coatings with Different Structural Physical and Chemical Characteristics in Tissue Engineering

The research covers the results of experimental studies of the effect character of nanocomposite coatings with different physical and chemical parameters (type, roughness, hydrophilic-hydrophobic characteristics) on structural and functional properties (adhesive potential, phenotype, gene expression) of mesenchymal stem cells (MSCs). On the tested nanocoatings (Al2O3, ZrO2, Ta2O5) the capability of oxide coating Al2O3 to enrich the in vitro cultured bone marrow (BM) with the cells of MSCs phenotype markers as well as to increase the expression rate of ido gene in them, which may extend the spectrum of their therapeutic application in clinics, has been found. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3496

One-dimensional steady-state structures at relativistic interaction of laser radiation with overdense plasma for finite electron temperature

One-dimensional steady-state plasma-field structures in overdense plasma are studied assuming that the electron temperature is uniform over plasma bulk and the ions are stationary. It is shown that there may exist solutions for electron distributions with cavitation regions in plasma under the action of ponderomotive forceComment: 6 pages, 4 figure

100 MeV/100 kW accelerator adjustment for the NSC KIPT Neutron Source physical start up

The NSC KIPT SCA Neutron Source uses 100 MeV/100 kW electron linear accelerator as a driver for the generation of the initial neutrons. The individual State tests of the accelerator were successfully carried out in July 2018 and pilot operation of the accelerator was started in autumn 2018. Since then the following were carried out: preparation and providing of the SCA Neutron Source State Integrating tests, adjustment and improvement of the accelerator technological system performance, optimization of the electron beam parameters, preparation to the SCA Neutron Source physical start up. The main results of the accelerator operation and methods of performance im-prove are described in the paper.Джерело нейтронів ННЦ ХФТІ використовує 100 MeВ/100 кВт електронний лінійний прискорювач як драйвер для генерації первинних нейтронів. У липні 2018 року індивідуальні випробування технологічних систем прискорювача були успішно проведені, і восени 2018 року було почато експериментальну експлуатацію прискорювача. З того часу було зроблено наступне: підготовлені та проведені державні комплексні випробування підкритичної установки – джерела нейтронів ННЦ ХФТІ, налагоджено та поліпшено функціонування технологічних систем прискорювача, оптимізовано параметри електронного пучка, прискорювач було підготовлено для проведення фізичного пуску. Найважливіші результати експериментальної експлуатації прискорювача та методи поліпшення роботи технологічних систем прискорювача представлено у статті.Источник нейтронов ННЦ ХФТИ использует 100 MэВ/100 кВт электронный линейный ускоритель как драйвер для генерации первичных нейтронов. В июле 2018 года индивидуальные испытания технологических систем ускорителя были успешно проведены, и осенью 2018 года была начата опытная эксплуатация ускорителя. С того времени было сделано следующее: подготовлены и проведены государственные комплексные испытания подкритической установки – источника нейтронов ННЦ ХФТИ, налажено и улучшено функционирование технологических систем ускорителя, оптимизированы параметры электронного пучка, ускоритель был подготовлен для проведения физического запуска. Наиболее важные результаты опытной эксплуатации ускорителя и методы улучшения работы технологических систем ускорителя представлены в статье

The Kharkov X-ray Generator Facility NESTOR

WEPWA060 - ISBN 978-3-95450-122-9International audienceThe last few years the sources of the X-rays NESTOR based on a storage ring with low beam energy and Compton scattering of intense laser beam are under design and development in NSC KIPT. The main task of the project is to develop compact intense X-ray generator on the base of relatively cheap accelerator equipment and up-to-date laser technologies. The paper is devoted to description of the last results on construction and commissioning of the facility

Визначення критичних значень параметрів системи нерухомих електронних потоків при обробці оксидних покриттів на протяжних оптичних елементах

Розроблено математичну модель зовнішнього рівномірно розподіленого теплового впливу на поверхню плоского двошарового елемента з оптичного скала К108 та оксидного покриття з Al2O3, MgO, що враховує температурні залежності їх теплофізичних властивостей (об’ємної теплоємності та коефіцієнта теплопровідності). Визначено критичні значення параметрів зовнішніх теплових впливів (теплових потоків та часів їх дії), які призводять до руйнування покриттів (поява тріщин, відколів, відшарувань та ін.). Вирішено задачу реалізації рівномірно розподіленого теплового впливу вздовж поверхні оксидного покриття за допомогою системи нерухомих стрічкових електронних потоків (СЕП), що входять у вигляді програмно керованого модуля у оснастку сучасного електронно-променевого обладнання. Визначено допустимі режими обробки поверхонь покриттів (кількість СЕП, керовані параметри кожного СЕП (струм, прискорююча напруга та відстань до оброблюваної поверхні)), що дозволяють покращувати їх експлуатаційні характеристики та попереджати можливі руйнування у екстремальних умовах експлуатації приладів (підвищені температури нагріву, термоударні впливи та ін.). Електронно-променева обробка протяжних елементів з оптичного скла та керамік, елементів з п’єзокерамік, а також оптичних елементів з покриттями з оксидів металів визначається як потенційно спроможна для якісної обробки їх поверхонь за допомогою системи нерухомих СЕП, які можуть бути використані як елементна база у мікрооптиці, інтегральній та волоконній оптиці, функціональній електроніці та інших галузях точного приладобудування.A mathematical model has been developed for the external uniformly distributed thermal effect on the surface of a flat bilayer element made of optical glass K108 and oxide coating with Al2O3, MgO, taking into account the temperature dependencies of their thermophysical properties (volumetric heat capacity and thermal conductivity). Critical values of external thermal impact parameters (heat flows and durations of their action) leading to the destruction of coatings (crack formation, detachment, delamination, etc.) have been determined. The problem of implementing a uniformly distributed thermal effect along the surface of the oxide coating using a system of fixed ribbon electron flows (REF) has been solved. These REFs are incorporated as a programmatically controlled module into the equipment of modern electron-beam devices. Permissible processing regimes for coating surfaces have been defined (the number of REFs, controlled parameters for each REF such as current, accelerating voltage, and distance to the processed surface). These regimes allow to improve their operational characteristics and prevent potential damage under extreme operating conditions of devices (elevated heating temperatures, thermal shock effects, etc.). Electron-beam processing of extended elements made of optical glass and ceramics, piezoceramic elements, as well as optical elements with coatings of metal oxides, is considered potentially capable of qualitatively processing their surfaces using a system of fixed REF. These REF can serve as the elemental basis in microoptics, integrated and fiber optics, functional electronics, and other fields of precision instrument engineering

Визначення оптимальних режимів електронно-променевої мікрообробки поверхонь оптичних елементів

Як показала практика, найбільш зручним, екологічно чистим та легкокерованим способом обробки оптичних елементів є електронно-променевий метод. Однак широке використання електроннопроменевої технології у оптико-електронному приладобудуванні стримується відсутністю методів визначення оптимальних режимів електронно-променевої мікрообробки оптичних елементів, що являють собою сукупність керованих параметрів електронного променю (струм електронного потоку Ib = 50…300 мА, прискорююча напруга Vу = 4…8 кВ, відстань до оброблюваної поверхні l = 6∙10 – 2-8∙10 – 2 м, швидкість переміщення променю V = 5∙10 – 2-5∙10 – 3 м/с, час теплового впливу t = 0,3…1,0 с), перевищення яких призводить до цілого ряду небажаних явищ, які погіршують якість оброблюваних поверхонь. Розроблено математичні моделі процесу нагріву елементів з оптичного скла та кераміки різної геометричної форми та розмірів (тонкоплівкові елементи, тонкі пластини великих розмірів) рухомим стрічковим електронним променем, що дозволяють розрахувати вплив його параметрів на температурні поля у оброблюваних елементах. Встановлено, що збільшення параметрів Iп та Vу у вказаних діапазонах призводить до зростання максимальної температури поверхні оптичних елементів більше, ніж у 2 рази, а зменшення параметрів l та V – менше, ніж у 1,5 рази. Визначено оптимальні значення параметрів електронного променю, перевищення яких призводить до появи тріщин та відколів у поверхневих шарах елементів, порушення їх геометричної форми та погіршення метрологічних характеристик приладів аж до їх відказів.As practice has shown, the most erratic, environmentally friendly, and easily controllable way of optical element treatment is the electron-beam method. However, the widespread use of electron beam technology in optoelectronic instrumentation is hampered by the lack of methods for determining optimal modes of electron beam microprocessing of optical elements, representing a set of controlled parameters of the electron beam (current of the beam Ib = 50…300 mА, accelerating voltage Vу = 4…8 kV, distances to the treated surface l = 6∙10 – 2… 8∙10 – 2 m, beam movement speed V = 5∙10 – 2…5∙10 – 3 m/s, heat exposure time t = 0.3…1.0 s), excess of which leads to a number of undesirable phenomena, that harm the quality of the surfaces to be treated.There have been developed the mathematical models of the process of heating elements from optical glass and ceramics of various geometric shapes and sizes (thin film elements, thin plates of high size) by a moving belt electron beam, which allow to calculate the influence of its parameters on temperature fields in treated elements. It was established that the increase in the Ib and Vу parameters in the specified ranges leads to an increase in the maximum surface temperature of optical elements by more than 2 times, and the decrease in the parameters l and V by less than 1.5 times. Optimal values of the parameters of the electron beam are determined, the excess of which leads to the appearance of cracks and splits in the surface layers of elements, violation of their geometric shape and deterioration of the metrological characteristics of the devices up to their failure

Визначення критичних значень параметрів електронно-променевої мікрообробки оптичних пластин двоякої кривизни

Широке використання електронно-променевої технології у оптико-електронному приладобудуванні стримується обмеженістю даних про критичні значення параметрів електронного променю (густини теплового впливу променю, часу цього впливу та ін.) на оптичні елементи приладів різної геометричної форми (плоскі, прямокутні та криволінійні елементи та ін.), перевищення яких призводить до руйнування їх поверхневих шарів (поява тріщин, відколів, западин, порушення площинності поверхні та ін.). На даний час визначено діапазони зміни вказаних параметрів для плоских пластин, прямокутних брусків, циліндричних та сферичних елементів.Однак вказані дослідження відсутні для оптичних елементів у вигляді пластин двоякої кривизни, широко використовуваних у інтегральній та волоконній оптиці, мікрооптиці та інших направленнях оптико-електронного приладобудування. Робота присвячена розробленню математичних моделей теплового впливу електронного променю на оптичні елементи у вигляді пластин двоякої кривизни, що дозволяють з відносною похибкою 5…7 % визначати критичні діапазони зміни його параметрів (густини теплового впливу, часу його дії), перевищення яких призводить до погіршення фізико-механічних властивостей поверхневих шарів елементів аж до їх руйнування. Це дозволяє на стадії виготовлення приладів з використанням електроннопроменевої технології попереджати можливі погіршення їх техніко-експлуатаційних характеристик.The widespread use of electron beam technology in optoelectronic instrumentation is constrained by the limited data on the critical values of the parameters of the electron beam (density of thermal effect of the beam, the time of this effect, etc.) on the optical elements of devices of various geometric shapes (flat, rectangular and curvilinear elements, etc.), the excess of which leads to the destruction of their surface layers (the appearance of cracks, chips, cavities, violation of surface flatness, etc.). Currently, the ranges of change for these parameters for flat plates, rectangular bars, cylindrical and spherical elements have been determined. However, the studies mentioned are absent for optical elements in the form of plates of double curvature, widely used in integral and fiber optics, microoptics and other areas of optoelectronic instrumentation. The work is devoted to the development of mathematical models of the thermal effect of an electron beam on optical elements in the form of plates of double curvature, that allow with a relative error of 5... 7 % to determine the critical ranges of changes in its parameters (density of thermal effect, time of its action), the excess of which leads to a deterioration in the physical and mechanical properties of the surface layers in the elements up to their destruction. This allows to prevent possible deterioration of technical and operational characteristics at the stage of manufacturing devices with the usage of electron beam technology