Активований газорозрядною плазмою синтез оптично активних матеріалів

Третьяков Д. Д. Активований газорозрядною плазмою синтез оптично активних матеріалів : дис. … доктора філософії : 105 Прикладна фізика та наноматеріали. Київ, 2025. 188 с.

Третьяков Д.Д. Активований газорозрядною плазмою синтез оптично активних матеріалів - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 105 «Прикладна фізика та наноматеріали». - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2025. Дисертація складається зі вступу, п`яти розділів, висновків та списку використаних джерел. У вступі висвітлено актуальність обраної теми дослідження та сформульовано мету дисертаційної роботи - експериментальне вивчення впливу нерівноважної плазми на хімічний синтез органічних речовин у системах, де нерівноважність забезпечується як наявністю обертового ковзного розряду, так і газодинамікою, а також наявністю вторинного несамостійного розряду та межі поділу плазма-рідина. Об’єкт дослідження - нерівноважна плазма обертового ковзного розряду та плазма вторинного несамостійного розряду, що підтримується обертовим ковзним розрядом, продукти плазмової активації хімічних речовин. Предметом дослідження є фізико-хімічні процеси утворення та реформування органічних та неорганічних речовин як в плазмі обертового ковзного та вторинного розрядів, так і на межі плазма-рідина у плазмово-рідинній системі. А також параметри самої плазми та її властивості. Перший розділ містить літературний огляд, у ньому розглянуті принципові відмінності активованого нерівноважною плазмою синтезу від класичного хімічного синтезу, приклади впливу нерівноважних систем на продукти реакцій, розглянуто особливості оптично активних молекул та їх просторової структури, відомі хімічні методи отримання ізомерів, відомі методи синтезу, що використовують нерівноважні умови. Окрема увага приділена фізичним аспектам цих методів.
Другий розділ містить опис методик вимірювання, що використовувалися в роботі, зокрема методики спектральних досліджень температури заселення збуджених станів та кута повороту площини поляризації світла. Третій розділ містить опис використаних експериментальних установок, а саме установки для дослідження обертового ковзного розряду, вторинного розряду що підтримується обертовим ковзним розрядом, та їх варіанти з зануреними у рідину електродами. Також описує проведену роботу по оптимізації потоків газу в реакторі, в ньому представленні результати симуляції та покращені конструкції реакторів. Крім того описує запатентовану покращену систему живлення для систем з обертовим ковзним розрядом та вторинним розрядом що підтримується обертовим ковзним розрядом. Четвертий розділ містить опис результатів експериментальних досліджень обробки розчинів оптично неактивних речовин отриманих на системі з обертовим ковзним розрядом зануреним у рідину. Також розділ описує результати вимірів параметрів плазми у досліджуваних установках. Виміряні параметри обертового ковзного розряду, вторинного розряду, що підтримується обертовим ковзним розрядом, та параметри їх варіантів з зануреними у рідину електродами. Окрім цього, була досліджена залежність параметрів плазми від потоку газу. Також розділ описує дослідження впливу обертового ковзного розряду на металоорганічні молекули. А також розглянуті результати обробки оптично активних речовин та виміри їх оптичної активності та спектрів поглинання і комбінаційного розсіяння. П’ятий розділ містить опис запропонованого механізму утворення оптично активних ізомерів з не оптично активних вихідних, детально розглядаються можливі процеси взаємодії радикалів та молекул, описується їх характер руху у системі та його вплив на протікання процесів у системі. Вперше в динамічній плазмово-рідинній системі виявлено можливість порушення хімічного правила, що справджується для типових умов хімічного
синтезу: якщо вихідні речовини не є хіральними, то хіральні продукти їх реакції утворять рацемічну суміш. Вперше виявлено ефект суттєвого впливу плазмової активації у плазмово-рідинній системі з обертовим ковзним розрядом на оптичну активність водних та спиртових розчинів ряду цукрів (глюкози, фруктози і цукрози) та органічних кислот (L-проліну і винної кислоти) з залежністю, у випадку цукрів, від напрямку обертання газового потоку в системі. Вперше запропонована якісна кінетична модель активованого плазмою синтезу оптично активних речовин з оптично неактивних реагентів в нерівноважній плазмово-рідинній системі з ковзним розрядом в обертовому газовому потоці.