Polystyrene Film Composites Filled with Fullerenes

It is shown by methods of electronic microscopy that polystyrene film forms during evaporation of sol-vent from a solution of polystyrene in o-xylene. This film consists of polystyrene molecules integrated in aggregates. According to IR-spectroscopy data it was suggested that noncovalent interaction of phenyl ring with fullerene molecule occurs in the composite material. The studied films possess antimicrobial proper-ties. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3544

Study of Hybrid Polystyrene Materials with Incorporated Fullerene Nanoparticles

Polystyrene composite films with small content of fullerenes (up to 1 wt %) have been fabricated by casting o-xylene solutions. By DSC we revealed a dependence of the glass transition temperature of the composite material on its composition is nonmonotonic with a minimum at 0.01 wt % of fullerene. It is revealed by SAXS that modified composite containing 0.01 wt % of fullerenes possesses the greatest mobility of the segments in the polymer chains. Kinetics of adsorption of Cu(II), Zn(II), and Cd(II) ions by both original polystyrene and polystyrene films filled with fullerenes were studied. It was found that modification of polystyrene increases the adsorption capacity of polymer material

Tensile strength of surface nanofibers in tungsten

Recent studies carried out in linear plasma devices and tokamaks, have shown that low-energy He bombardment causes the creation of the nanofiber structure that leads to increased radiation erosion and material failure. One of the key characteristics of nanofibers is their mechanical strength. In this paper, a new mathematical technique was used for determination of the inherent tensile strength of nanofibers. The configuration of nanofibers was modeled by equipotential cylindrical surfaces. The potential distribution and mechanical stresses induced by high electric field were determined. An elaborated formalism was used to obtain the ultimate strength of tungsten nanofibers. The mean value of the tensile strength of tungsten nanofibers is equal to 27.52 GPa. This value is a substantial part of the theoretical tensile strength of tungsten.Недавні дослідження, проведені на лінійних плазмових пристроях і токамаках, показали, що низькоенергетичне бомбардування атомами Не викликає створення структури з нанофібріл, що призводить до посилення радіаційної ерозії і руйнування матеріалу. Однією з ключових характеристик нанофібріл є їх механічна міцність. У цій статті був використаний новий математичний метод для визначення власної міцності нанофібріл на розтягнення. Конфігурація нанофібріл моделювалася еквіпотенціальними циліндричними поверхнями. Визначено розподіл потенціалу та механічні напруги, викликані сильним електричним полем. Розроблений формалізм був використаний для отримання граничної міцності вольфрамових нанофібріл. Середнє значення міцності на розрив вольфрамових нанофібріл дорівнює 27,52 ГПа. Ця величина є суттєвою частиною теоретичної міцності на розтягнення вольфраму.Недавние исследования, проведенные на линейных плазменных устройствах и токамаках, показали, что низкоэнергетическая бомбардировка атомами Не вызывает создание структуры из нанофибрилл, что приводит к усилению радиационной эрозии и разрушению материала. Одной из ключевых характеристик нанофибрилл является их механическая прочность. В этой статье был использован новый математический метод для определения собственной прочности нанофибрилл на растяжение. Конфигурация нанофибрилл моделировалась эквипотенциальными цилиндрическими поверхностями. Определены распределение потенциала и механические напряжения, вызванные сильным электрическим полем. Разработанный формализм был использован для получения предельной прочности вольфрамовых нанофибрилл. Среднее значение прочности на разрыв вольфрамовых нанофибрилл равно 27,52 ГПа. Эта величина является существенной частью теоретической прочности на растяжение вольфрама

Investigation into conditions of experimental observation of Borrmann effect in a parametric X-radiation

Spectral-angular characteristics of coherent X-ray radiation of relativistic electrons in a crystal are formulated in the framework of the dynamic theory of X-rays diffraction. Numerical calculations of the radiation angle density are carried out for silicon and germanium single crystal to define the optimal experimental conditions of the anomalously low photoabsorption (Borrmann effect) observation in the parametric X-radiation (PXR) with Bragg geometry. The contribution of diffracted transition radiation is investigated depending on semi-infinite single crystal input surface orientation relatively to definite set of its atomic planes.В рамках динамической теории дифракции сформулированы спектрально-угловые характеристики когерентного рентгеновского излучения релятивистских электронов в кристалле. Для кристаллов кремния и германия проведены численные расчеты угловой плотности излучения с целью определения оптимальных экспериментальных условий наблюдения аномально низкого фотопоглощения (эффекта Бормана) в параметрическом рентгеновском излучении в геометрии Брэгга. Исследован вклад дифрагированного переходного излучения в зависимости от угла ориентации входной поверхности полубесконечного кристалла относительно заданной системы его атомных плоскостей.У рамках динамічної теорії дифракції сформульовані спектрально-кутові характеристики когерентного рентгенівського випромінювання релятивістських електронів у кристалі. Для кристалів кремнія і германія проведені чисельні розрахунки кутової густини випромінювання з метою визначення оптимальних експериментальних умов спостереження аномально низького фотопоглинання (ефекту Бормана) у параметричному рентгенівському випромінюванні в геометрії Брегга. Досліджено внесок дифрагованного перехідного випромінювання залежно від кута орієнтації вхідної поверхні напівнескінченного кристала щодо заданої системи його атомних площин

Dynamic theory of the relativistic electron radiation in periodic layered medium in Laue geometry

A theory of coherent X-ray radiation of a relativistic electron crossing the artificial periodic medium in the Laue scattering geometry is constructed. The expressions describing the spectral and angular characteristics of radiation in the direction of Bragg scattering are obtained and investigated. By analogy with the radiation emission in a crystalline medium this radiation is considered as the result of coherent summation of the contributions of two radiation mechanisms: parametric (PXR) and diffracted transition (DTR). It is shown that the yield of DTR from layered target can be more than one order higher than the yield in single crystal radiator, under similar conditions. The manifestations of the Borrmann effect for DTR in the artificial multilayer environment are demonstrated for a Laue scattering geometry.Побудована теорiя когерентного рентгенiвського випромiнювання релятивiстського електрона, який перетинає штучне перiодичне середовище в геометрiї розсiювання Лауе. Отриманi i дослiдженi вирази, якi описують спектрально-кутовi характеристики випромiнювання в напрямi розсiювання Брегга. Випромiнювання розглядається, по аналогiї з випромiнюванням в кристалiчному середовищi, як наслiдок когерентної суми вкладiв двох механизмiв випромiнювання – параметрического рентгенiвського (ПРВ) та дифрагованого перехiдного (ДПВ). Показано, що вихiд ДПВ iз шарової мiшенi може бiльше нiж на порядок перевищувати вихiд випромiнювання часток в монокристалiчному радiаторi в аналогiчних умовах. Показано винекнення эфекта Бормана в ДПВ в перiодичному шаровому середовищi для геометрiї розсiювання Лауе.Построена теория когерентного рентгеновского излучения релятивистского электрона, пересекающего искусственную периодическую среду в геометрии рассеяния Лауэ. Получены и исследованы выражения, описывающие спектрально-угловые характеристики излучения в направлении рассеяния Брэгга. Излучение рассматривается, по аналогии с излучением в кристаллической среде, как результат когерентного сложения вкладов двух механизмов излучения – параметрического рентгеновского (ПРИ ) и дифрагированного переходного (ДПИ). Показано, что выход ДПИ из слоистой мишени может более чем на порядок превышать выход излучения частицы в монокристаллическом радиаторе в аналогичных условиях. Показаны проявления эффекта Бормана в ДПИ в периодической слоистой среде для геометрии рассеяния Лауэ

The comparison of the expressions for DTR angular density in Laue and Bragg scattering geometries

In the present work, the expressions for angular density of DTR generated in a single-crystal target by a relativistic electron are derived for cases of Laue and Bragg scattering geometries. The derived expressions have been compared. The following two extremal cases have been considered when the path of the electron in the target is much longer or much shorter than the extinction length of X-ray waves in the single crystal.Вираження для кутової щільності ДПВ, генерованого в монокристалічній мішені релятивістським електроном, виведені для випадку геометрії розсіяння Лауе і Брега Проведено порівняння отриманих виразів Розглянуто два екстремальні випадки, коли шлях електрона в мішені багато більше або багато менше довжини екстинкції рентгенівських хвиль у монокристалі.Выражения для угловой плотности ДПИ, генерируемого в монокристаллической мишени релятивистским электроном, выведены для случая геометрии рассеяния Лауэ и Брэгга Проведено сравнение полученных выражений. Рассмотрены два экстремальных случая, когда путь электрона в мишени много больше или много меньше длины экстинкции рентгеновских волн в монокристалле

Study of Hybrid Polystyrene Materials with Incorporated Fullerene Nanoparticles

Polystyrene composite films with small content of fullerenes (up to 1 wt %) have been fabricated by casting o-xylene solutions. By DSC we revealed a dependence of the glass transition temperature of the composite material on its composition is nonmonotonic with a minimum at 0.01 wt % of fullerene. It is revealed by SAXS that modified composite containing 0.01 wt % of fullerenes possesses the greatest mobility of the segments in the polymer chains. Kinetics of adsorption of Cu(II), Zn(II), and Cd(II) ions by both original polystyrene and polystyrene films filled with fullerenes were studied. It was found that modification of polystyrene increases the adsorption capacity of polymer material

Coherent X-ray radiation by relativistic electron in a structure “amorphous layer - periodic layered medium”

The dynamic theory of coherent X-ray radiation by relativistic electron crossing a two-layer structure consisting of an amorphous layer and a layer with artificial periodic structure has been developed. The process of radiation and propagation of X-ray waves in an artificial periodic structure has been considered based on two-wave approximation of dynamic diffraction theory in Laue scattering geometry.Развита динамическая теория когерентного рентгеновского излучения релятивистского электрона, пересекающего двухслойную структуру, состоящую из аморфного слоя и слоя из искусственной периодической структуры. Процесс излучения и распространения рентгеновских волн в искусственной периодической структуре рассмотрен на основе двухволнового приближения динамической теории дифракции в геометрии рассеяния Лауэ.Розвинена динамічна теорія когерентного рентгенівського випромінювання релятивістського електрона, що перетинає двошарову структуру, що складається з аморфного шару і шару зі штучної періодичної структури. Процес випромінювання і поширення рентгенівських хвиль у штучній періодичній структурі розглянуто на основі двохвильового наближення динамічної теорії дифракції в геометрії розсіяння Лауе

Calculation of the frequency electronic transmission factors at the passage through the polymeric polyimide composite material filled by bismuth silicate

In this paper, a theoretical evaluation of the interaction of fast electrons with a polymer polyimide composite filled with bismuth silicate was carried out, calculations were carried out for the specific energy losses of electrons and transmission coefficients. It is shown that the Bi, C, and O atoms make a greater contribution to the ionization losses, and the radiation losses are practically due only to the Bi atoms. It has been established that at the electron energies from 1 to 6 MeV, interesting from the point of view of electronic protection of equipment in outer space, the losses are mainly determined by the ionization of atoms, and not by radiation losses. It is established that for an electron energy of 6 MeV at a composite thickness of up to 0.8 cm, the transmittance by the number of electrons predominates, and at a composite thickness of more than 0.8 cm, the transmission coefficient of electrons over the energy begins to predominate. The high stability of the developed composite with respect to the flux of fast electrons is shown in the general case of their fall at different angles to the normal of the target surface.Проведено теоретична оцінка взаємодії швидких електронів з полімерним поліімідним композитом, наповненим силікатом вісмуту, і розрахунки за питомими втратами енергії електронів і коефіцієнтам пропускання. Показано, що найбільший внесок у іонізаційні втрати вносять атоми Bi, C і O, а радіаційні втрати практично обумовлені тільки атомами Bi. Встановлено, що при розглянутих енергіях електрона від 1 до 6 МеВ, цікавих з точки зору електронного захисту апаратури в космічному просторі, втрати в основному визначаються іонізацією атомів, а не радіаційними втратами. Встановлено, що для енергії електронів 6 МеВ при товщині композиту до 0,8 см переважає коефіцієнт пропускання по числу електронів, а при товщині композиту більше 0,8 см починає переважати коефіцієнт пропускання електронів по енергії. Показано високу стійкість розробленого композиту по відношенню до потоку швидких електронів у загальному випадку їх падіння під різними кутами до нормалі поверхні мішені.Проведены теоретическая оценка взаимодействия быстрых электронов с полимерным полиимидным композитом, наполненным силикатом висмута, и расчеты по удельным потерям энергии электронов и коэффициентам пропускания. Показано, что больший вклад в ионизационные потери вносят атомы Bi, C и O, а радиационные потери практически обусловлены только атомами Bi. Установлено, что при рассматриваемых энергиях электрона от 1 до 6 МэВ, интересных с точки зрения электронной защиты аппаратуры в космическом пространстве, потери в основном определяются ионизацией атомов, а не радиационными потерями. Также определено, что для энергии электронов 6 МэВ при толщине композита до 0,8 см преобладает коэффициент пропускания по числу электронов, а при толщине композита более 0,8 см начинает преобладать коэффициент пропускания электронов по энергии. Показана высокая стойкость разработанного композита по отношению к потоку быстрых электронов в общем случае их падения под разными углами к нормали поверхности мишени

Angular density of diffracted transition radiation generated in a composite target by a relativistic electron beam

The paper considers coherent X-ray radiation from a beam of relativistic electrons crossing a three-layer structure consisted of three layers: amorphous, vacuum, and single crystal. The possibility of constructive interference of transitional radiation waves from different target boundaries contributing to the diffracted transition radiation is shown. It is shown that small but appreciable changes in the thicknesses of the target layers do not lead to change the constructive character of interference of the TR waves from the amorphous layer and the front surface of the monocrystalline layer, i.e. the conditions for constructive interference are sufficiently stable to use them in practice.Розглядається когерентне рентгенівське випромінювання пучка релятивістських електронів, що перетинають тришарову структуру, яка складається з трьох шарів: аморфного, вакуумного і монокристалічного. Показана можливість конструктивної інтерференції хвиль перехідного випромінювання від різних меж мішені, що дають вклад у дифраговане перехідне випромінювання. Показано, що невеликі зміни товщини шарів структури не призводять до істотної зміни конструктивної інтерференції хвиль ПІ з аморфного шару і передньої поверхні монокристалічного шару, тобто умови конструктивної інтерференції досить стабільні для того, щоб використати їх на практиці.Рассматривается когерентное рентгеновское излучение пучка релятивистских электронов, пересекающих трехслойную структуру, состоящую из трех слоев: аморфного, вакуумного и монокристаллического. Показана возможность конструктивной интерференции волн переходного излучения от разных границ мишени, дающих вклад в дифрагированное переходное излучение. Показано, что небольшие изменения толщин слоев структуры не приводят к существенному изменению конструктивной интерференции волн ПИ из аморфного слоя и передней поверхности монокристаллического слоя, то есть условия конструктивной интерференции достаточно стабильны для того, чтобы использовать их на практике