Исследовано влияние солевого состава воды (модельные водные растворы NaCl и искус­ственной морской соли Instant Ocean, а также вода Печорского моря) на результаты опре­деления эффективности диспергентов нефти в лабораторных условиях. Оценивали эффективность диспергентов Finasol OSR 52, Slickgone NS и Slickgone EW при диспергировании трех образцов добываемой на территории РФ сырой нефти различного состава и свойств при фиксированных значениях отношения диспергент - нефть (1:10), температуры (20 ± 2 °C) и солености (35 ± 2 %) воды. Показано, что при прочих равных условиях эффектив­ность диспергента зависит от природы (солевого состава) воды, в которой происходит рас­сеивание нефти. Обнаружено аномальное поведение одного из трех исследуемых образцов нефти при его диспергировании в водном растворе NaCl под действием препаратов Finasol OSR 52 и Slickgone EW Получена хорошая сходимость численных значений  эффектив­ности диспергентов при их тестировании в водном растворе искусственной морской соли Instant Ocean и воде Печорского моря. Отмечено, что для оценки эффективности диспер­гентов в лабораторных условиях целесообразно использовать воду того природного объек­та, в которой планируется применение препаратов. Кроме того, отмечена возможность ис­пользования водного раствора искусственной соли при схожести его солевого состава с та­ковым для реальной морской воды.

Изучены условия определения кофеина, катехинов и галловой кислоты в черном чае мето­дом мицеллярной электрокинетической хроматографии. Выбор аналитов обусловлен тем, что именно они формируют основные потребительские качества чая и благодаря антиоксидантным свойствам оказывают положительный эффект на здоровье человека. С примене­нием метода планирования эксперимента проведена оптимизация электрофоретического определения семи катехинов, кофеина и галловой кислоты в черном чае. В оптимизирован­ных условиях — 25 мМ фосфатный буферный раствор с pH 7,4, содержащий 30 ммоль/л ДДСН и 5 % этилового спирта — получено удовлетворительное разрешение всех пиков электрофореграммы, время анализа составляет 25 мин, а сила тока в системе не превыша­ет  120 мкА. Стандартное отклонение результатов анализа составляет не более 15 %. Про­анализированы образцы черного чая цейлонского, китайского, ассамского, индийского, ке­нийского и краснодарского регионов произрастания и сформирован массив данных содер­жаний исследуемых аналитов.  С использованием дискриминантного анализа построена модель и получены классификационные функции для 6 групп чая различных регионов произрастания. На основе полученных функций была построена диаграмма рассеяния ка­нонических значений, которая показала, что образцы краснодарского и китайского чая ло­кализованы от всех исследуемых групп. Индийский, ассамский и цейлонский чаи сформи­ровали единую область с минимальной удаленностью от группы китайского чая. Проведе­на проверка правильности модели, общая прогнозирующая способность составила 92 %. Показано, что содержания катехинов, галловой кислоты и кофеина являются подходящи­ми маркерами классификации образцов черного чая различных регионов произрастания.

Биосенсорные устройства, включающие в себя гибридные наноструктуры как модификаторы поверхности трансдьюсеров, отвечают современным требованиям, предъявляемым к методам исследования и определения лекарственных препаратов, в том числе антидепрессантов. Рассмотрены особенности амперометрических моноаминоксидазных биосенсоров на основе печатных графитовых электродов, модифицированных нанокомпозитными составами C₆₀ / наночастицы кобальта / аминопроизводное полиэфирополиола второй генерации/хитозан, при определении трициклического антидепрессанта амитриптилина. Лучший модификатор выбирали на основании данных просвечивающей электронной микроскопии, сканирующей электронной микроскопии, спектроскопии электрохимического импеданса и дифференциальной импульсной вольтамперометрии. При разработке биосенсора варьировали условия нанесения композитного состава наночастицы кобальта/аминопроизводное полиэфирополиола на поверхность электрода: электрохимическое нанесение, последовательное нанесение методом «слой на слой», нанесение смеси. В качестве аналитического сигнала биосенсора использовали пик электрохимического окисления пероксида водорода, который образуется в ходе ферментативной реакции окисления серотонина под действием моноаминоксидазы. Принцип действия биосенсора основан на ингибирующем действии амитриптилина на каталитическую активность иммобилизованной моноаминооксидазы. Для выбранного модификатора в оптимальных рабочих условиях диапазон определяемых концентраций амитриптилина составляет 1 • 10^-4 - 1 • 10^-8 моль/л, нижняя граница определяемых содержаний — 5 • 10^-9 моль/л. Сопоставление результатов определения амитриптилина в фармацевтическом препарате и урине, полученных с испльзованием моноаминоксидазного биосенсора и методом поляризационного флуоресцентного иммуноанализа (разведение трейсера — 1:32, разведение антител — 1:128, диапазон рабочих концентраций — от 5 • 10^-8 до 5 • 10^-9 моль/л), хорошо зарекомендовавшего себя при определении лекарственных веществ, подтвердило правильность разработанной методики.

Керамические композиционные материалы (ККМ), сохраняя ценные свойства монолитной керамики, обладают повышенной трещиностойкостью и стойкостью к механическим и температурным ударным воздействиям. Поэтому их широко применяют в качестве деталей теплонагруженных элементов авиационной и ракетной техники, в атомной энергетике и др. LPI-метод (liquid polymer infiltration) получения ККМ основан на пропитке каркаса из керамических волокон кремнийорганическим полимером, формовании предкерамической матрицы по полимерной технологии с последующим высокотемпературным пиролизом, приводящим к получению армированной керамической матрицы. Керамика, полученная из полимерных прекурсоров, имеет преимущественно аморфную структуру, которая определяет ее высокую термическую стабильность. Кроме того, введение в состав матрицы керамического композита наноразмерных частиц карбидов, боридов и нитридов тугоплавких металлов (Zr, Ti, Hf) стабилизирует ее аморфную структуру до температур 1500 - 1600 °C. В работе представлены результаты исследования керамообразующих композиций на основе поликарбосилана и полиорганосилазанов, модифицированных атомами Hf и Ta. Установлено, что введение в состав полиорганосилазана модифицирующих добавок Hf и Ta смещает интервал отверждения композиций в сторону более низкой температуры. Выход гель-фракции составляет 73,3 и 82,7 % масс. соответственно. Процесс пиролиза композиций протекает в интервале 350 - 1100 °С независимо от состава. Выявлено также, что при нагревании образцов пиролизата до 1400 °С на воздухе их потери массы не превышают 0,5 %. На основе исследованных композиций и углеродного армирующего наполнителя получен керамический композиционный материал, проанализированы его физико-механические свойства и термоокислительная устойчивость. Показано, что плотность образцов ККМ возрастает в 1,5 раза с увеличением количества циклов пропитки и достигает максимального значения 1950 кг/м³ при пяти циклах пропитки наполнителя композицией на основе полиорганосилазана, модифицированного Ta. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых ККМ.

Для исследования структурных параметров полимерных материалов применяют термодилатометрические методы анализа, однако в случае влагонасыщенных композиций возникают определенные трудности при их идентификации. В работе представлены результаты теплофизических испытаний образцов углепластика ВКУ-25 в исходном состоянии и после влагонасыщения. Показано, что термообработка материала влияет на регистрируемые значения температуры стеклования эпоксидной матрицы. При экспозиции образцов в воде или над ее поверхностью сорбат проникает в полимер с одной и той же скоростью, что подтверждается практически идентичными значениями водопоглощения при одинаковом времени экспозиции. Приведены оценки температурного коэффициента линейного расширения образцов в диапазоне 20 - 250 °C. Кроме того, выявлено, что температура стеклования пластифицированной полимерной матрицы зависит от направления армирования волокон. В случае влагонасыщенного углепластика при нагреве до 210 °С фиксировали формирование магистральных трещин преимущественно на границе раздела волокно - матрица. В сухом состоянии температура стеклования материала практически не зависела от скорости нагрева и составляла 176 - 177 °С. Для влагонасыщенных образцов она менялась значительно и описывалась полиномом 2-го порядка. После экспозиции углепластика в условиях повышенной температуры и влажности в полимерной матрице разделены два релаксационных перехода, соответствующие системам: эпоксидиановый олигомер - аминный отвердитель и полифункциональная смола - аминный отвердитель. Температура стеклования в первом случае составила 132, во втором — 159 °С. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых полимерных композиционных материалов.

Несплошности в изделиях могут возникать при изготовлении, монтаже или в процессе эксплуатации и пропускаться средствами неразрушающего контроля, которые не позволяют при современном уровне развития техники обеспечить их полную выявляемость. Поэтому необходимо учитывать, что те или иные конструкционные элементы могут иметь несплошности значимых размеров. В работе представлены результаты исследования остаточной дефектности, которая остается в конструкции после не разрушающего контроля и ремонта выявленных дефектов, с применением методов теории вероятностей. Использовали результаты эксплуатационного контроля узлов АЭС, осуществляемого ультразвуковыми и радиографическими методами. Приведены методика определения многофакторного коэффициента, учитывающего выявляемость дефектов, количество контрольных процедур и погрешности приборно-методического обеспечения, а также обобщенное уравнение распределения вероятности обнаружения несплошностей. Разработанный подход дает возможность оценить уровень повреждаемости исследуемых объектов, классифицировать их на основе количественных данных и определить величины постулируемых несплошностей для детерминистических расчетов. Полученные результаты могут быть использованы при совершенствовании методов контроля объектов атомных электростанций.

Статья посвящена применению метода последовательно наращиваемой трещины для исследования неоднородных высокоградиентых полей остаточных напряжений (ОН), возникающих в зонах структурной неоднородности плоских деталей (в частности, сварных соединений). При этом для регистрации деформационного отклика в виде полей перемещений поверхности исследуемого объекта, возникающих вследствие создания и последовательно увеличивающегося разреза-трещины, использован метод электронной спекл-интерферометрии (ЭСИ). Он обеспечивает возможность бесконтактной регистрации перемещений непосредственно в цифровом виде с высокой точностью. Описаны схема специализированного интерферометра, а также особенности процедуры регистрации полей перемещений, обусловленных пошаговым увеличением длины трещины. Использовано возвратное приспособление, которое позволяет выводить объект исследования из зоны оптической схемы, а после выполнения необходимых механических операций возвращать его в оптическую схему в начальное положение. Изложены новый методический подход к определению коэффициентов интенсивности напряжений (КИН) в трещинах — индикаторах ОН на основе математической обработки полей тангенциальных перемещений, а также возможности интерактивной программы, реализующей этот подход в полуавтоматическом режиме (в среде MATLAB). Выполнены оценки точности процедуры расчета ОН на основе математической обработки экспериментально полученных зависимостей КИН от длины трещины — индикатора ОН. Приведен пример применения разработанных методик, оборудования и программ для исследования распределения ОН в выполненном методом сварки с перемешиванием соединении листов авиационного сплава 1163Т, имеющего высокий уровень характеристик трещиностойкости.

Исследована эволюция структуры стали 12Х18Н10Т в процессе усталостного нагружения и оценен ее ресурс с использованием нейросетевого моделирования и подходов фрактального анализа микроструктуры. Разработан алгоритм обработки изображений микроструктур для улучшения их качества. В качестве количественного показателя оценки эволюции микроструктуры поверхностного слоя металла предложен показатель фрактальной размерности изображения. Проведена количественная оценка структур при различных амплитудах напряжений в широком диапазоне пониженных температур с использованием показателя фрактальной размерности, показана его связь с наработкой материала образца. Появление магистральной трещины наблюдали в диапазоне 0,7 - 0,8 от числа циклов до разрушения, после чего начиналось увеличение скорости ее роста. При пониженной температуре магистральная трещина возникала позже и фиксировали более высокую скорость ее роста в процессе дальнейшего нагружения. Образование вторичных фаз в аустенитной стали при пониженной температуре происходило на более ранних стадиях, чем при температуре t = +20 °C, что приводило к упрочнению материала. Разработана и обучена искусственная нейронная сеть (ИНС) оценки структурных изменений металла на основе показателя фрактальной размерности изображений микроструктур на различных стадиях усталостного нагружения. Нейронная сеть позволила с достаточно высокой точностью оценить количество циклов до разрушения образца и остаточный ресурс материала. Установлено, что разработанная ИНС может быть использована для оценки текущего состояния материала в широком диапазоне пониженных температур.

Предложены три варианта инженерного решения обратных задач о прочности участков трубопроводов, изогнутых в результате подвижек грунта или землетрясения. Особенность подхода заключается в вычислении напряжений не по силам, воздействующим на трубу, а по перемещениям или прогибам. Поэтому исходными данными для оценок значений дополнительных изгибных напряжений должны быть натурные измерения обнаруженного отклонения положения трубы от намеченной трассы трубопровода. Первая рассмотренная задача — оценка опасности нарушения работоспособности трубопровода при проседании или выпучивании опор надземного трубопровода. Задача решена в балочном приближении. Трубопровод рассматривали как статически неопределимую балку, одна из опор которой принудительно перемещалась на заданное расстояние. Для один раз статически неопределимой балки численно решали систему из четырех уравнений: двух уравнений равновесия и двух интегральных уравнений для прогибов. Вычисленные значения трех реакций опор и угла поворота сечения трубы на первой опоре использовали для расчета изгибающих моментов, напряжений и линий прогибов. Решена также задача для три раза статически неопределимой балки при деформационном нагружении. Вторая задача — моделирование напряженно-деформированного состояния трубопровода на основе таблиц экспериментальных данных о значениях прогибов трубы и их координатах. Задачу решали численно, применяя процедуры сглаживания, линейного интерполирования и последовательного дифференцирования. Показано, что с учетом возможного неоднозначного решения обратной задачи не следует полагаться на вычисленные значения поперечных сил и распределенных нагрузок. Достаточно ограничиться второй производной от прогиба по координате. Третья задача — предотвращение аварийных состояний на стадии проектирования. Предложено создать перечень нормированных функций прогибов для моделирования возможных аварийных ситуаций для участков трубопроводов, проходящих в сложных грунтово-геологических условиях и в сейсмически опасных зонах. Даны примеры таких функций.