Третьяков, Даніїл ДмитровичДаніїл ДмитровичТретьяковЧерняк, Валерій Якович2025-09-152025-09-152025-07-16Третьяков Д. Д. Активований газорозрядною плазмою синтез оптично активних матеріалів : дис. … доктора філософії : 105 Прикладна фізика та наноматеріали. Київ, 2025. 188 с.УДК 533.9https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/7713Третьяков 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.Tretiakov D.D. Gas-discharge plasma activated synthesis of optically active materials - Qualifying scientific work on the rights of a manuscript. Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in specialty 105 «Applied Physics and Nanomaterials”. - Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, 2025. The dissertation consists of an introduction, five chapters, conclusions and a list of references. The introduction highlights the relevance of the chosen research topic and formulates the purpose of the dissertation - an experimental study of the effect of nonequilibrium plasma on the chemical synthesis of organic substances in systems where nonequilibrium is provided by both the presence of a rotating gliding discharge and gas flow dynamics, as well as the presence of a secondary non-self-sustained discharge and a plasma-liquid boundary. The object of study is non-equilibrium plasma of a rotating sliding discharge and plasma of a secondary non-self-sustained discharge supported by a rotating sliding discharge, products of plasma activation of chemical substances. The subject of the study is the physicochemical processes of formation and reforming of organic and inorganic substances both in the plasma of rotating gliding and secondary discharges and at the plasma-liquid boundary in a plasma-liquid system. Also the parameters of the plasma itself and its properties was studied. The object of study is non-equilibrium plasma of a rotating sliding discharge and plasma of a secondary non-self-sustained discharge supported by a rotating sliding discharge, products of plasma activation of chemicals. Special attention is paid to the physical aspects of these methods. The second section describes the measurement techniques used in the work, in particular, the methods of spectral studies of the excited state population temperature and the angle of rotation of the light polarization plane. The third section describes the experimental setups used, namely, the setups for studying the rotating gliding discharge, the secondary discharge supported by the rotating gliding discharge, and their variants with electrodes immersed in liquid. It also describes the work done to optimize gas flows in the reactor, and presents simulation results and improved reactor designs. It also describes a patented improved power system for rotating gliding discharge and secondary discharge supported by rotating gliding discharge. The fourth section describes the results of experimental studies of the treatment of solutions of optically inactive substances obtained on a system with a rotating gliding discharge immersed in a liquid. The section also describes the results of measurements of plasma parameters in the studied installations. The parameters of the rotating gliding discharge, the secondary discharge supported by the rotating gliding discharge, and the parameters of their variants with electrodes immersed in liquid were measured. The dependence of plasma parameters on gas flow is also investigated. The chapter also describes the study of the effect of rotating gliding discharge on organometallic molecules. The chapter also contains the results of processing optically active substances and measurements of their optical activity and absorption and Raman spectra. The fifth section describes the proposed mechanism of formation of optically active isomers from non-optically active starting materials, discusses in detail the possible processes of interaction between radicals and molecules, and describes the nature of motion in the system and its influence on the processes in the system. For the first time in a dynamic plasma-liquid system, the possibility of violating the chemical rule that holds for typical conditions of chemical synthesis was revealed: if the starting substances are not chiral, then the chiral products of their reaction will form a racemic mixture. The effect of significant influence of plasma activation in a plasma-liquid system with a rotating gliding discharge on the optical activity of aqueous and alcoholic solutions of a number of sugars (glucose, fructose and sucrose) and organic acids (L-proline and tartaric acid) with dependence, in the case of sugars, on the direction of rotation of the gas flow was first revealed. For the first time, a qualitative kinetic model of plasma-activated synthesis of optically active substances from optically inactive reagents in a nonequilibrium plasma-liquid system with a gliding discharge in a rotating gas flow has been proposed.ukПлазмагазовий розрядрівноважна плазманерівноважна плазмаплазмохіміясинтез оптично активних речовинексперименткомп’ютерна симуляція.Plasmagas dischargeequilibrium plasmanon-equilibrium plasmaplasma chemistrysynthesis of optically active substancesexperimentcomputer simulation.Дисертація