npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562926020016TEDRGCnpe-647Research ArticleВзаимодействие плазмы, пучков частиц и излучения с веществомInteraction of Plasma, Particle Beams and Radiation with MatterПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МАЛОУГЛОВОГО РАССЕЯНИЯ НЕЙТРОНОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАПОЛНЕНИЯ НАНОПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА НЕСМАЧИВАЮЩЕЙ ЖИДКОСТЬЮAPPLICATION OF SMALL-ANGLE NEUTRON SCATTERING TO STUDY THE FILLING OF NANOPOROUS MATERIAL WITH A NON-WETTING LIQUIDБелогорловА. А.BelogorlovA. A.ГоршковаЮ. Е.GorshkovaYu. E.КопицаГ. П.KopitsaG. P.КуклинА. И.KuklinA. I.ЛьвовД. В.LvovD. V.МингалевП. Г.MingalevP. G.ТюлюсовА. Н.TyulyusovA. N.Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”; АО “Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита “НИИграфит”РоссияTopchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences; National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute); “NIIgrafit” JSCRussian FederationОбъединенный институт ядерных исследованийРоссияJoint Institute for Nuclear ResearchRussian FederationПетербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”; Филиал НИЦ “Курчатовский институт” – ПИЯФ – Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАНРоссияPetersburg Nuclear Physics Institute named after Konstantinov, National Research Centre “Kurchatov Institute”; Institute of Silicate Chemistry, Branch of the National Research Centre “Kurchatov Institute” – PNPIRussian FederationНациональный исследовательский ядерный университет “МИФИ”; Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute); Institute for Theoretical and Experimental Physics, National Research Centre “Kurchatov Institute”Russian FederationМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваРоссияFaculty of Chemistry, Lomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202628042026172324329Copyright © Белогорлов А.А., Горшкова Ю.Е., Копица Г.П., Куклин А.И., Львов Д.В., Мингалев П.Г., Тюлюсов А.Н., 20262026Белогорлов А.А., Горшкова Ю.Е., Копица Г.П., Куклин А.И., Львов Д.В., Мингалев П.Г., Тюлюсов А.Н.Belogorlov A.A., Gorshkova Y.E., Kopitsa G.P., Kuklin A.I., Lvov D.V., Mingalev P.G., Tyulyusov A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/647

Методом малоуглового рассеяния нейтронов (МУРН) проведено исследование упорядоченной структуры пор порошка МСМ-41, покрытых слоем гидрофобного вещества. Исследования проводились на спектрометре ЮМО реактора ИБР-2 (ОИЯИ, Дубна). Изучен процесс заполнения-вытекания несмачивающей жидкости (тяжелой воды) из наноразмерных пор материала при изменении внешнего давления. Для этого были спроектированы и изготовлены стенд и камера высокого давления, позволяющие проводить измерения методом МУРН в диапазоне давлений 1–1000 атм. Полученные результаты показывают, что данная методика позволяет исследовать процесс заполнения пор несмачивающей жидкостью в нанопористых материалах.

The small-angle neutron scattering (SANS) method was used to study the ordered structure of the pores of the MSM-41 powder coated with a layer of a hydrophobic substance. The studies were carried out on the YuMO spectrometer of the IBR-2 reactor (JINR, Dubna). The process of filling and leakage of a non-wetting liquid (heavy water) from nanosized pores of the material with a change in external pressure was studied. For this purpose, a stand and a high-pressure chamber were designed and manufactured, allowing measurements to be carried out using the SANS method in the pressure range of 1–1000 atm. The results obtained show that this technique allows studying the process of filling pores with a non-wetting liquid in nanoporous materials.

малоугловое рассеяние нейтроновнанопористый материал МСМ-41несмачивающая жидкостьsmall-angle neutron scatteringnanoporous material MCM-41non-wetting liquidРабота выполнена в рамках финансирования государственного задания НИЦ “Курчатовский институт”.ReferencesFeigin L.A., Svergun D.I. Structure Analysis by SmallAngle X-Ray and Neutron Scattering. 1987. New York: Plenum Press.Feigin L.A., Svergun D.I. Structure Analysis by SmallAngle X-Ray and Neutron Scattering. 1987. New York: Plenum Press.Glinka C., Nicol M., Stucky G., Ramli E., Margolese D., Huo Q., Higgins J., Leonowicz M. // J. Porous Mater. 1996. V. 3. P. 93.Glinka C., Nicol M., Stucky G., Ramli E., Margolese D., Huo Q., Higgins J., Leonowicz M. // J. Porous Mater. 1996. V. 3. P. 93.Ludescher L., Morak R., Balzer C., Waag A.M., Braxmeier S., Putz F., Busch S., Gor G.Y., Neimark A.V., Hüsing N., Reichenauer G., Paris O. // Langmuir. 2019. V. 35. P. 11590.Ludescher L., Morak R., Balzer C., Waag A.M., Braxmeier S., Putz F., Busch S., Gor G.Y., Neimark A.V., Hüsing N., Reichenauer G., Paris O. // Langmuir. 2019. V. 35. P. 11590.Xu H. // Int. J. Coal Geology. 2020. V. 217. P. 103325.Xu H. // Int. J. Coal Geology. 2020. V. 217. P. 103325.Matovic B., Gorshkova Yu.E., Kottsov S.Yu., Kopitsa G.P., Butulija S., Minović Arsić T., Cvijović-Alagić I. // Diamond Relat. Mater. 2022. V. 121. P. 108727.Matovic B., Gorshkova Yu.E., Kottsov S.Yu., Kopitsa G.P., Butulija S., Minović Arsić T., Cvijović-Alagić I. // Diamond Relat. Mater. 2022. V. 121. P. 108727.Suciu C.V., Iwatsubo T., Deki S. // J. Colloid Interface Sci. 2003. V. 259. P. 62.Suciu C.V., Iwatsubo T., Deki S. // J. Colloid Interface Sci. 2003. V. 259. P. 62.Xu B., Chen X., Lu W., Zhao C., Qiao Y. // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 104. P. 203107.Xu B., Chen X., Lu W., Zhao C., Qiao Y. // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 104. P. 203107.Borman V.D., Belogorlov A.A., Tronin V.N. // Colloids Surf. A. 2018. V. 537. P. 540.Borman V.D., Belogorlov A.A., Tronin V.N. // Colloids Surf. A. 2018. V. 537. P. 540.Esquivel-Castro T.A., Ibarra-Alonso M., Oliva J., Martínez-Luévanos A. // Mater. Sci. Eng. C. 2019. V. 96. P. 915.Esquivel-Castro T.A., Ibarra-Alonso M., Oliva J., Martínez-Luévanos A. // Mater. Sci. Eng. C. 2019. V. 96. P. 915.Hu C., Sedghi S., Madani S.H., Silvestre-Albero A., Sakamoto H., Kwong P., Pendleton P., Smernik R. J., Rodríguez-Reinoso F., Kaneko K., Biggs M.J. // Carbon. 2014. V. 78. P. 113.Hu C., Sedghi S., Madani S.H., Silvestre-Albero A., Sakamoto H., Kwong P., Pendleton P., Smernik R. J., Rodríguez-Reinoso F., Kaneko K., Biggs M.J. // Carbon. 2014. V. 78. P. 113.Belogorlov A., Borman V., Bortnikova S., Tronin V. // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 751. P. 012030.Belogorlov A., Borman V., Bortnikova S., Tronin V. // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 751. P. 012030.Ying J.Y., Mehnert C.P., Wong M.S. // Angew. Chem. Int. Ed. 1999. V. 38. P. 56.Ying J.Y., Mehnert C.P., Wong M.S. // Angew. Chem. Int. Ed. 1999. V. 38. P. 56.Lowell S., Shields J.E., Thomas M.A., Thommes M. Characterization of Porous Solids and Powders: Surface Area, Pore Size and Density. 2004. Dordrecht: Kluwer Academic Publ.Lowell S., Shields J.E., Thomas M.A., Thommes M. Characterization of Porous Solids and Powders: Surface Area, Pore Size and Density. 2004. Dordrecht: Kluwer Academic Publ.Fadeev A.Y. and Eroshenko V.A. // J. Colloid Interface Sci. 1997. V. 187. P. 275.Fadeev A.Y. and Eroshenko V.A. // J. Colloid Interface Sci. 1997. V. 187. P. 275.Borman V., Belogorlov A., Grekhov A., Lisichkin G., Tronin V., Troyan V. // J. Exp. Theor. Phys. 2005. V. 100. P. 385.Borman V., Belogorlov A., Grekhov A., Lisichkin G., Tronin V., Troyan V. // J. Exp. Theor. Phys. 2005. V. 100. P. 385.Belogorlov A., Bortnikova S., Mingalev P. // J. Surf. Invest. 2017. V. 11. P. 425.Belogorlov A., Bortnikova S., Mingalev P. // J. Surf. Invest. 2017. V. 11. P. 425.Kuklin A.I., Soloviov D.V., Rogachev A.V., Utrobin P.K., Yu S.K., Balasoiu M., Ivankov O.I., Sirotin A.P., Murugova T.N., Petukhova T.B. et al. // J. Phys: Conf. Ser. 2011. V. 291. P. 012013.Kuklin A.I., Soloviov D.V., Rogachev A.V., Utrobin P.K., Yu S.K., Balasoiu M., Ivankov O.I., Sirotin A.P., Murugova T.N., Petukhova T.B. et al. // J. Phys: Conf. Ser. 2011. V. 291. P. 012013.Kuklin A., Islamov A.K., Gordeliy V. // Neutron News. 2005. V. 16. P. 16.Kuklin A., Islamov A.K., Gordeliy V. // Neutron News. 2005. V. 16. P. 16.Soloviev A., Murugova T., Islamov A., Kuklin A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2012. V. 351. P. 012027.Soloviev A., Murugova T., Islamov A., Kuklin A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2012. V. 351. P. 012027.Ostanevich Y. // Macromol. Symp. 1988. V. 15. P. 91.Ostanevich Y. // Macromol. Symp. 1988. V. 15. P. 91.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.