Towards the theory of hardness of materials

Recent studies showed that hardness, a complex property, can be calculated using very simple approaches or even analytical formulae. These form the basis for evaluating controversial experimental results (as we illustrate for TiO2-cotunnite) and enable a systematic search for novel hard materials, for instance, using global optimization algorithms (as we show on the example of SiO2 polymorphs)

Use of dynamical coupling for improved quantum state transfer

We propose a method to improve quantum state transfer in transmission lines. The idea is to localize the information on the last qubit of a transmission line, by dynamically varying the coupling constants between the first and the last pair of qubits. The fidelity of state transfer is higher then in a chain with fixed coupling constants. The effect is stable against small fluctuations in the system parameters.Comment: 5 pages, 7 figure

Role of interference in quantum state transfer through spin chains

We examine the role that interference plays in quantum state transfer through several types of finite spin chains, including chains with isotropic Heisenberg interaction between nearest neighbors, chains with reduced coupling constants to the spins at the end of the chain, and chains with anisotropic coupling constants. We evaluate quantitatively both the interference corresponding to the propagation of the entire chain, and the interference in the effective propagation of the first and last spins only, treating the rest of the chain as black box. We show that perfect quantum state transfer is possible without quantum interference, and provide evidence that the spin chains examined realize interference-free quantum state transfer to a good approximation.Comment: 10 figure

Exotic behavior and crystal structures of calcium under pressure

Experimental studies established that calcium undergoes several counterintuitive transitions under pressure: fcc \rightarrow bcc \rightarrow simple cubic \rightarrow Ca-IV \rightarrow Ca-V, and becomes a good superconductor in the simple cubic and higher-pressure phases. Here, using ab initio evolutionary simulations, we explore the behavior of Ca under pressure and find a number of new phases. Our structural sequence differs from the traditional picture for Ca, but is similar to that for Sr. The {\beta}-tin (I41/amd) structure, rather than simple cubic, is predicted to be the theoretical ground state at 0 K and 33-71 GPa. This structure can be represented as a large distortion of the simple cubic structure, just as the higher-pressure phases stable between 71 and 134 GPa. The structure of Ca-V, stable above 134 GPa, is a complex host-guest structure. According to our calculations, the predicted phases are superconductors with Tc increasing under pressure and reaching ~20 K at 120 GPa, in good agreement with experiment

Conductive inks for inkjet printing based on composition of nanoparticles and organic silver salt

In this article, conductive inks for inkjet printing with high content of silver nanoparticles with the addition of organic silver salt and polymer additives are developed and investigated. Silver nanoparticles are shown to be stably dispersed in a solvent and the presence of a silver salt and a polymeric surfactant ensures the viscosity necessary for printing. A print of test images is performed using a laboratory inkjet printer equipped with an industrial small-droplet printhead followed by annealing of printed patterns at 150–250°C, and their structural and electrical properties are investigated. Simultaneous presence of polymer additives and silver salt is found to influence the structure of the forming conductive layer and the conducting properties

Палладий-полимерный нанокомпозит: эффективный катализатор зеленых процессов кросссочетания по Сузуки–Мияуре и восстановления нитробензола по Мотт-Шотки

A new catalyst for green Suzuki–Miyaura cross-coupling and Mott-Schottky nitrobenzene reduction processes was prepared by thermolysis of palladium (II) poly-5-vinyltetrazolate. Heterogeneous catalyst includes Pd-nanoparticles supported on polymeric matrix. It presents recoverable and recyclable catalyst and the catalyzed reactions proceed in aqueous media at room temperature in aerobic conditions.Посредством термолиза поли-5-винилтетразолата палладия(II) был получен новый катализатор для зеленых процессов кросс-сочетания Сузуки–Мияуры и восстановления нитробензола по Мотт-Шотки. Гетерогенный катализатор содержит наночастицы Pd, стабилизированные полимерной матрицей. Данный катализатор является легко восстанавливаемым и пригодным для повторного использования, а также катализирует реакции, проводимые в водной среде при комнатной температуре в аэробных условиях

Синтез і цитотоксичність аміноетоксидифенілів

The implementation mechanism of the antiviral activity (AA) and interferon induction (IFI) by planar polycyclic compounds has not yet been determined. However, our hypothesis of the priority role of intercalation in double strand nucleic acids (NA) has gained strong arguments in its favour in our works and the works of foreign colleagues.On the other hand, the presence of AA and the ability to induce IFI in biphenyl derivatives that are incapable to intercalate in NA indicates the possibility of implementing alternative mechanisms. This determined our interest to the study of aminoethoxydiphenyls (AED), which synthesis and investigation of cytotoxicity become the subject of this article. 4,4’-Bis-(2-chloroethoxy)diphenyl was obtained by alkylation of dihydroxydiphenyl with dichloroethane in its mixture with aqueous sodium hydroxide (20%) in the presence of tetrabutylammonium chloride (TBAC). Series of AED were synthesized by substitution of chlorine by iodine in the mixture of xylene with the aqueous solution of sodium iodide in the presence of TBAC with subsequent amination with primary and secondary amines. The protonated molecular ions (MI) intensive peaks of the compounds synthesized are observed in the mass spectra with FAB ionization. The most common way of MI fragmentation is PhO-CH2-bond cleavage following the side aminoalkyl fragment detachment. Absorption bands typical for CH (arom.), CH (aliph.), COC bonds and NH protonated terminal amino groups are present in IR spectra. In the 1H-NMR spectra signals from aromatic and aliphatic protons present, multiplicity and integral intensity correspond to the attributed structures. Cytotoxicity of the compounds synthesized was tested using EPT cells in vitro. All AED tested appeared to be comparable to amixine and are in the range from low to moderate cytotoxicity.Механизм реализации противовирусной активности (ПА) и индукции индерферона (ИФН) планарными полициклическими соединениями до сих пор не установлен, хотя выдвинутая нами гипотеза о приоритетной роли интеркаляции в двухспиральные нуклеиновые кислоты (НК) получила весомые аргументы в свою пользу в наших работах и работах зарубежных коллег. С другой стороны, наличие ПА и способности индуцировать ИФН в производных дифенила, не способных к интеркаляции в НК, указывает на возможность реализации альтернативных механизмов. Это и определило наш интерес к развернутому исследованию аминоалкоксидифенила (ААД), началу которого – синтезу и исследованию цитотоксичности ААД и посвящена эта статья. Алкилированием дигидроксибифенила дихлорэтаном в смеси водного раствора гидроксида натрия (20%) с 1,2-дихлорэтаном в присутствии тетрабутиламмония хлорида (ТБАХ) получен 4,4’-бис-(2-хлороэтокси) бифенил. Замену хлора на йод проводили в смеси ксилола с водным раствором йодида натрия в присутствии ТБАЙ с последующим аминированием рядом первичных и вторичных аминов; синтезирован ряд АЭД. В масс-спектрах с ионизацией БУА синтезированных соединений имеются интенсивные пики протонированных молекулярных ионов (МИ), наиболее типичным путем фрагментации МИ является разрыв связи PhO-CH2 с отщеплением бокового аминоалкильного фрагмента. В ИК-спектрах наблюдаются полосы поглощения, характерные для связей CH (аром.), CH (алиф), COC и NH протонованных терминальных аминогрупп. В спектрах 1H-ЯМР имеются сигналы от ароматических и алифатических протонов, мультиплетность и интегральная интенсивность которых соответствуют приписываемым структурам. На клетках ПТП изучена цитотоксичность ряда 4,4’-бис-(2-аминоэтокси)дифенилов, значения сопоставимы с цитотоксичностью амиксина и находятся в диапазоне от низких до умеренных.Механізм реалізації противірусної активності (ПА) та індукції інтерферону (ІФН) планарними поліциклічними сполуками досі не встановлено, хоча висунута нами гіпотеза про пріоритетну роль інтеркаляції в двоспіральні нуклеїнові кислоти (НК) набула вагомих аргументів на свою користь в наших роботах та роботах іноземних колег. З іншого боку, наявність ПА та здатності індукувати ІФН у похідних дифенілу, не здатних до інтеркаляції у НК, вказує на можливість реалізації альтернативних механізмів. Це й спричинило наш інтерес до поглибленого дослідження аміноалкоксидифенілів (АЕД), початку якого – синтезу та дослідженню цитотоксичності АЕД і присвячена ця стаття. Алкілуванням дигідроксибіфенілу дихлороетаном у суміші водного розчину гідроксиду натрію (20%) з 1,2-дихлороетаном у присутності тетрабутиламонію хлориду (ТБАХ) отримано 4,4’-біс-(2-хлороетокси)біфеніл. Заміну хлору на йод проводили в суміші ксилолу з водним розчином йодиду натрію в присутності ТБАЙ з наступним амінуванням низкою первинних та вторинних амінів; синтезована низка АЕД. В мас-спектрах з іонізацією БПА синтезованих сполук наявні інтенсивні піки протонованих молекулярних іонів (МІ), найбільш типовим шляхом фрагментації МІ є розрив зв’язку PhO–CH2 з відщепленням бокового аміноалкільного фрагменту. В ІЧ-спектрах наявні смуги поглинання, характерні для зв’язків C-H (аром.), C-H (аліф), C-O-C та NH протонованих термінальних аміногруп. У спектрах 1H-ЯМР наявні сигнали від ароматичних та аліфатичних протонів, мультиплетність та інтегральна інтенсивність яких відповідає приписуваним структурам. На клітинах ПТП вивчена цитотоксичність низки 4,4’-біс-(2-аміноетокси)дифенілів, значення якої зіставні з токсичністю аміксину та знаходяться в діапазоні від низьких до помірних