Разработаны планарные screen-printed потенциометрические сенсоры, чувствительные к цефалоспориновому антибиотику четвертого поколения — цефепиму. Цефепим — амфотерный антибиотик с карбоксильной и аминотиазольной группами, существующий в виде катиона в сильнокислой, цвиттер-иона — в слабокислой и нейтральной, аниона — в щелочной среде. Установлен интервал рН = 1,5 - 2,0 получения катионных электродных функций для определения цефепима. В качестве электродно-активньгх компонентов (ЭАК) использованы ассоциаты цефепим-тетрафенилборат; оптимальное содержание ЭАК для планарных сенсоров — 2 - 3 %. Интервалы линейности электродных функций — 1 • 10^-5 - 1 • 10^-2 моль/л, угловые коэффициенты — 50 ± 2 мВ/рС, время отклика — 20 с для немодифицированных сенсоров. Показана роль модификатора — наночастиц ZnO — в улучшении электроаналитических свойств сенсоров. Введение в углеродсодержащие чернила бинарной смеси оксида цинка и хлорида цетилпиридиния приводит к снижению предела обнаружения цефепима (1 • 10^-6 моль/л), увеличению углового коэффициента (58 ± 1 мВ/рС) и интервала линейности электродных функций (1 • 10^-6 - 1 • 10^-2 моль/л), время отклика сенсора — 17 с. Использование ПАВ в качестве сомодификатора электродной поверхности приводит к стабилизации дисперсии наночастиц. Показано применение модифицированных screen-printed сенсоров для определения цефепима в лекарственных и биологических средах, в частности, в слюне.

Предложен метод количественной оценки влияния дозы ионизирующего излучения на структурные характеристики бычьего сывороточного альбумина (БСА) в водном растворе путем идентификации уникальных пептидов доменных структур белка с использованием жидкостной хромато-масс-спектрометрии высокого разрешения. БСА с начальной концентрацией 500 мг/л в физиологическом растворе облучали пучком ускоренных электронов с максимальной энергией 1 МэВ при среднем токе пучка 1 мкА, средняя мощность дозы составляла 18,5 Гр/с. Поглощенную дозу в объеме образца оценивали с помощью ферросульфатного дозиметра Фрикке. После облучения раствора БСА в дозах 0,3, 0,6, 1, 8 и 20 кГр проводили анализ структурной целостности нативной формы белка и количественную оценку его содержания. Для этого путем центрифугирования отделяли соединения с массой более 30 кДа, затем осуществляли ферментативный гидролиз БСА с добавлением раствора трипсина и повторно отделяли образовавшиеся пептиды с массой более 10 кДа. Полученные образцы анализировали методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии высокого разрешения (ВЖЭХ-МС/МС). Далее оценивали содержание неповрежденных молекул белка путем определения концентраций уникальных пептидов, соответствующих каждому из трех доменов, на которые разделялась аминокислотная последовательность БСА. С использованием разработанного подхода установлено изменение естественной конформации исследуемого белка (его денатурация) в водных пробах в результате воздействия ионизирующего излучения в дозах 0,3 - 20 кГр: в среднем у 71 % белковых молекул при дозе облучения до 1 кГр, у 79 % молекул при дозе 4 кГр и 99 - 100 % молекул при дозах 8 и 20 кГр.

Усовершенствована процедура пробоподготовки питьевой воды при определении остаточных количеств у-гексахлорциклогексана (у-ГХЦГ) методом газовой хроматографии с детектором электронного захвата, описанная в ГОСТ 31858-2012. Строго следуя указаниям стандарта, нам не удалось получить предписанного значения коэффициента извлечения у-ГХЦГ 94 %. В связи с этим для сокращения потерь на стадии пробоподготовки было предложено использовать в качестве экстрагента более высококипящий re-гептан вместо к-гексана, а для разрушения эмульсии, образующейся в ходе экстракции гексаном, — хлорид натрия вместо этилового спирта. Оптимизировали также объем анализируемой пробы, массу хлорида натрия, объем экстрагента и время экстракции. Было показано, что применение хлорида натрия позволяет достичь полного разрушения эмульсии и повысить степень извлечения пестицидов при их концентрации 22 мкг/л с 77 до 96 % при относительном стандартном отклонении 2 %. Замена экстрагента на к-гептан привела к росту степени извлечения у-ГХЦГ до 98 % с относительным стандартным отклонением 1 %. Повышение концентрации у-ГХЦГ до 45 мкг/л приводит к резкому уменьшению степени извлечения. Предложенный усовершенствованный способ жидкость-жидкостной экстракции позволяет извлекать у-ГХЦГ из водной матрицы на 98 - 100 % при концентрации пестицида менее 22 мкг/л.

Рентгенографические методы по сравнению с другими методами контроля характеризуются высокой информативностью, наглядностью и оперативностью. В работе представлены результаты применения микрофокусной рентгенографии при контроле и диагностике промышленных изделий. Отличительная особенность метода микрофокусной рентгенографии — использование источника рентгеновского излучения с фокусным пятном микронных размеров и съемка с прямым геометрическим увеличением объекта исследования. Минимальные размеры визуализируемых структур в этом случае не ограничены размером пикселя приемника изображения и могут быть существенно меньше. Показано, что микрофокусная рентгенография позволяет не менее чем на порядок увеличить информативность получаемых рентгенограмм вследствие повышения пространственного разрешения. При этом технические средства для реализации метода могут быть малогабаритными, рассчитанными на применение в нестационарных и неспециализированных условиях. Полученные результаты могут быть использованы в научных исследованиях, при промышленном контроле изделий в электронике, приборостроении и других областях.

Использование внутренних защитных покрытий для защиты стальных труб — один из наиболее эффективных и надежных способов борьбы с коррозией. Наибольшее распространение получили покрытия на основе эпоксидных пленкообразующих, обладающие высокой адгезией к стали и химической стойкостью к воздействию различных агрессивных факторов. Формирование эпоксидных покрытий неразрывно связано с взаимодействиями, происходящими на поверхности металла, и физико-химическими свойствами самого полимера и характеризуется процессом отверждения (полимеризации), а также меняющимися в ходе него теплофизическими параметрами (температурой стеклования, степенью отверждения). Для определения температуры стеклования полимера на практике широко применяют метод дифференциальной сканирующей калориметрии, позволяющий регистрировать фазовые переходы и их значения для самых различных материалов. Точность определения параметров зависит от множества факторов, связанных как с возможностями самого прибора, так и с методологическими подходами. Это приводит к отсутствию повторяемости и воспроизводимости результатов испытаний в различных лабораториях и, как следствие, — единых критериев оценки качества защитных покрытий. В работе представлены результаты исследования влияния различных факторов на определение теплофизических свойств эпоксидных покрытий методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Установлено влияние аппаратурных условий проведения испытаний, способов пробоподготовки, методов обработки результатов с помощью специализированного программного обеспечения на определение теплофизических свойств эпоксидных покрытий методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Полученные результаты могут быть использованы для разработки уточненной процедуры определения степени отверждения лакокрасочных покрытий на основе эпоксидных порошковых красок.

Для основного металла и металла шва типа Сг - Ni - Mo - V (обечайка толщиной 200 мм) приведены оценки референсной температуры Т₀ , полученные на основе статистического моделирования методом Монте Карло. Температуру Т₀ определяли по стандарту ASTM Е1921 с учетом неоднородности материала. При моделировании Т₀ объемы выборок составляли 12, 24 и 70 значений вязкости разрушения K_Jc. С использованием метода Монте Карло выполнен анализ корректности идентификации металла (однородный/неоднородный). Показано, что выборки по 12 образцов не позволяют надежно определить, является металл однородным или неоднородным — в 50 % случаев для основного металла и 37 % случаев для металла шва получены некорректные результаты. При увеличении выборки до 24 образцов некорректные результаты получены в 5 % случаев. Значения Т₀ с учетом неоднородности определяли двумя способами — с применением процедуры скрининга и на основе фактического бимодального представления распределения значений вязкости разрушения, параметры которого находили методом максимального правдоподобия. Показано, что оба способа для основного металла и металла шва дают близкие результаты, величина сдвига Т₀ в сторону положительных значений при учете неоднородности составляет около 22 °С. На основе полученных оценок Т₀ построены нижние огибающие температурных кривых вязкости разрушения (мастер-кривые для вероятности разрушения 5 %).

В полимерных волокнистых композитах сдвиговые и межслойные характеристики, в отличие от металлов, играют определяющую роль в процессах деформирования и разрушения. В связи с этим разрабатывались специальные методы определения межслойной прочности при изгибе короткой балки и модуля межслойного сдвига — по поправке к прогибу. В то же время принятые гипотезы о распределении касательных напряжений, например по формуле Журавского, являются простейшими и не позволяют с высокой точностью определить поправку и рассчитать модуль сдвига. Потенциально использование вместо простейшего параболического распределения решения Сен-Венана - Лехницкого для ортотропной балки позволяет учесть все касательные напряжения, возникающие в балке, а также их распределение по ее высоте и ширине, что должно повысить точность определения поправки к прогибу, а следовательно, и модуля межслойного сдвига. Поскольку строгое решение представлено в рядах гиперболических функций, практическое использование его сильно затруднено. Для решения этой проблемы в данной работе представлена точная аппроксимация строго решения более простыми квадратичными зависимостями, которая позволяет рассчитать поправку к прогибу и с высокой точностью определить модуль сдвига. С помощью предложенной аппроксимации аналитически показано, что для реальных композитных образцов балочного типа использование уточненного распределения касательных напряжений с учетом неоднородности напряжений по ширине балки дает пренебрежимо малую поправку к прогибам по сравнению с упрощенным параболическим распределением по формуле Журавского. Получено численное подтверждение с помощью метода конечных элементов. Специально проведенные испытания стеклопластиковых образцов разной ширины на трехточечный изгиб также показали отсутствие роста прогиба при увеличении ширины балки, что говорит о незначительном влиянии неоднородности касательных напряжений на прогиб.

The failure probability and the reliability index have been determined for a pipe submitted to internal pressure, exhibiting a corrosion defect, embedded in a soil with a ground reaction, and underwent the displacement due to seismic activity. Results are obtained by computing the condition of failure: strain demand higher than strain resistance which is typically the Strain Based Design (SBD) basis. From the probabilistic point of view, this condition results in the overlay of the two probability distributions, namely, demand and resistance. An analytical method is proposed to compute the common area between the strain demand and resistance distribution and then to get the probability of failure. The strain demand is assumed to follow a power-law distribution and the strain resistance is a Normal one. The strain demand is computed assuming that the probability density of seismic waves follows a Gutenberg - Richter distribution law. This simple method is also used to predict the failure probability of different reference periods or seismic zone. It is also used to examine the influence of the coefficient of variation of the strain resistance distribution when using vintage pipe steels.

The article develops an idea that the stress-strain curve for an arbitrary material is the extremum of some functional. However, for irreversible processes, the using of the principle of stationarity of some functional is incorrect, because due to the dissipation of the deformation process, the possible work of internal forces is non-integrable. Therefore, it is proposed to use the generalized variational principle of L. I. Sedov for modeling the stress-strain curve of elastoplastic materials. A concept of sequential inclusion of certain deformation mechanisms on different segment of the stress-strain curve is proposed. According to this concept, each section of the stress-strain curve must correspond either to the stationary value of the corresponding functional, or to the stationary value of the non-integrated form of variations of the corresponding stress derivatives. The combination of naturally obtained spectra of boundary conditions at the ends of each segment leads to a variation-consistent formulation of the system of boundary and contact conditions of solutions of different differential equations on each segment of stress-strain curve. As a result, it is possible to construct a differentiable stress-strain curve over the entire area of the stress-strain curve definition. The resulting solution, in contrast to the Ramberg - Osgood empirical law, has a strictly liner segment. The obtained mathematical model was tested on experimental data of materials for various industrial purposes. The achieved accuracy of the mathematical model is sufficient for engineering applications.