Коллоидный журнал, 2024, № 2

Российская академия наук
КОЛЛОИДНЫЙ 
ЖУРНАЛ
Журнал физикохимии поверхностных явлений и дисперсных систем
Том 86     № 2     2024     Март—Апрель
Основан в январе 1935 г.
Выходит 6 раз в год 
ISSN: 0023-2912
Журнал издается под руководством 
Отделения химии и наук о материалах РАН
Главный редактор
Л.Б. Бойнович
Редакционная коллегия:
С.Ю. Братская, С.З. Вацадзе, А.Я. Вуль, О.В. Дементьева, А.М. Емельяненко 
(зам. главного редактора), К.А. Емельяненко, Н.М. Задымова, О.А. Кабов, 
М.А. Калинина (зам. главного редактора), С.Н. Калмыков, М.Ю. Королёва, 
Н.М. Кузнецов (ответственный секретарь), В.Г. Куличихин, А.М. Музафаров, 
В.В. Назаров, Б.А. Носков, Г.А. Петухова, В.Д. Соболев, А.Н. Филиппов, 
А.Р. Хохлов, А.Ю. Шолохова (зав. редакцией), О.А. Шилова, Ю.А. Щипунов
Международный консультативный совет:
A. Amirfazli (Канада), M. Bazant (США), K.D. Danov (Болгария),
J. Drelich (США), P. Kekicheff
  (Франция), K. Kurihara (Япония),
S. Magdassi (Израиль), H. Ohshima (Япония), G. Palasantzas (Нидерланды),
D. Parsons (Италия), A.I. Rusanov (Россия)
Зав. редакцией А.Ю. Шолохова
Адрес редакции: 119071 Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4, комн. 145,
тел. 8 495 955-46-25
E-mail: colljour@mail.ru
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия “Коллоидного журнала” 
     (составитель), 2024

СОДЕРЖАНИЕ
Том 86, номер 2, 2024
Академику Российской академии наук – Ивану Александровичу Новакову — 75 лет! 
151
Рефракция гидрозолей с частицами состава алмаз/аморфный углерод
О. С. Везо, А. В. Войтылов, В. В. Войтылов, М. П. Петров, А. А. Трусов 
153
Сорбция радия-226 на малослойном графене, синтезированном в условиях  
самораспространяющегося высокотемпературного синтеза
А. А. Возняковский, А. П. Возняковский, С. В. Кидалов, А. П. Карманов, Н. Г. Рачкова,  
Н. Д. Подложнюк 
162
Влияние PH и концентрации индифферентного электролита на агрегативную  
устойчивость водного золя детонационного наноалмаза
А. В. Волкова, А. А. Белобородов, В. А. Водолажский, Е. В. Голикова, Л. Э. Ермакова 
169
Синтез и исследование сверхконцентрированных органозолей наночастиц серебра
С. А. Воробьев, М. Ю. Флерко, С. А. Новикова, Е. В. Мазурова, Е. В. Томашевич,  
М. Н. Лихацкий, С. В. Сайкова, А. С. Самойло, Н. А. Золотовский, М. Н. Волочаев 
193
Механохимическое получение композитов поливиниловый спирт/карбоксиметилцеллюлоза
О. Н. Дабижа, О. А. Шилова, Е. М. Иванькова 
204
Влияние гомогенной нуклеации на интенсивность процессов испарения/конденсации
В. Ю. Левашов, А. П. Крюков, И. Н. Шишкова 
218
Зависимость структуры сегрегаций от избыточного объема межкристаллитных границ
С. Л. Ломаев, Л. С. Васильев 
227
Кинетические закономерности синтеза наночастиц диоксида кремния при гетерогенном  
гидролизе тетраэтоксисилана с использованием L-аргинина в качестве катализатора
В. М. Масалов, Н. С. Сухинина, Д. Н. Совык, В. Г. Ральченко, Г. А. Емельченко 
234
Влияние факторов свертывания на свойства адсорбционных пленок фибрина
О. Ю. Миляева, А. Р. Рафикова 
244
Ферментативный золь–гель переход в молоке
И. Т. Смыков, Д. С. Мягконосов 
253
Механохимический синтез нанокомпозитов с заданным составом добавкой  
растворителя прекурсоров
Ф. Х. Уракаев 
266
Особенности взаимодействия лизоцима с блок-сополимерами PGLU–PEG
Л. Ю. Филатова, Н. Г. Балабушевич 
276
Особенности полиимидных пленок с молекулярными отпечатками эритрозина  
и индигокармина
С. А. Хальзова, А. Н. Зяблов, А. Ю. Выборный 
286
Эффект электростатических взаимодействий в червеобразных мицеллах ПАВ на основе  
бетаина и заряженного третичного амина с одинаковыми гидрофобными группами
У. Хао, В. С. Молчанов, Ю. М. Чесноков, П. Р. Подлесный, О. Е. Филиппова 
294

КОЛЛОИДНЫЙ ЖУРНАЛ,  2024, том 86, № 2,  с.  151–152
И. А. Новаков является членом редколлегии более 
десяти научных изданий, среди которых журналы 
«Высокомолекулярные соединения», «Журнал прикладной химии», «Пластические массы», «Тонкие 
химические технологии» и др.
И. А. Новаков является председателем диссертационного совета 24.2.282.01 при ВолгГТУ. Под его 
руководством успешно защищены 56 кандидатских 
и 12 докторских диссертаций.
Фундаментальные исследования Новакова И. А. 
разноплановы и  актуальны. И. А. Новаковым 
с коллегами разработаны эластомерные материалы из реакционноспособных олигомеров методом 
свободно-литьевого формования. Ключевые преимущества данного метода состоят в том, что не требуется применения энергоемкого и металлоемкого 
оборудования, а физико-химический процесс формирования покрытия реализуется при стандартном 
давлении и температурных условиях окружающей 
среды, что предопределило возможность решения 
актуальных задач в области спортивного строительства при устройстве синтетических покрытий, 
отвечающих международным стандартам. Получаемые покрытия отличаются высокой стойкостью 
к атмосферному старению и разрешены к применению как в открытых, так и в закрытых помещениях. Результаты работы внедрены более чем на 
2 июля 2024 года исполняется 75 лет академику 
Российской академии наук – Ивану Александровичу Новакову.
Научная, педагогическая и организационная 
работа Ивана Александровича неразрывно связана с Волгоградским государственным техническим университетом (ВолгГТУ). В период с 1988 по 
2014 год И. А. Новаков являлся ректором университета, а с 2014 г. по 2024 г. – президентом  
ВолгГТУ, 
являясь по совместительству заведующим кафедрой «Аналитическая, физическая химия и физико-химия полимеров» с 1991 года.
И. А. Новаков имеет множество наград и достижений, в том числе почетный работник высшего 
профессионального образования Российской Федерации (1998 г.), заслуженный деятель науки Российской Федерации (2004 г.), лауреат премии издательской компании «Наука/Интерпериодика» за 
лучшую публикацию (2005 г.), почетный работник 
науки и техники Российской Федерации (2009 г.). 
И. А. Новаков награжден орденом «За заслуги перед Отечеством» III степени «За большие заслуги 
в научно-педагогической деятельности, подготовке 
высококвалифицированных специалистов и многолетнюю добросовестную работу».
И. А. Новаков автор более 1500 научных работ, в том числе 7 монографий и 262 патентов. 
151

кинетических параметров процесса и молекулярных характеристик образующихся полимеров для 
получения катионных полиэлектролитов, обладающих высокой флокулирующей активностью. Выявленные закономерности позволили разработать 
оригинальную рецептуру и технологию производства катионного флокулянта КФ-91 и организовать его промышленное производство мощностью 
1500 т/год. За эту работу И. А. Новаков с коллегами 
удостоен в 2004 г. “Премии города-героя Волгограда” в области науки и техники.
Разработана технология получения коагулянта 
на основе гидроксихлорида алюминия для подготовки воды, получен гигиенический сертификат 
на подготовку воды хозпитьевого назначения и на 
очистку оборотной воды. Организовано производство коагулянта на АООТ «Волжский азотно-кислородный завод» мощностью 800 т/год.
Под его руководством осуществлены систематические исследования по синтезу ранее неописанных 
азометиновых соединений, используемых в качестве 
ускорителей вулканизации, стабилизаторов термоокислительного старения и промоторов адгезии, внедренных на ряде заводов Волжского региона.
Коллеги, ученики и редколлегия Коллоидного 
журнала сердечно поздравляют Ивана Александровича с 75-летием и желают ему доброго здоровья 
и новых творческих успехов.
3000 спортивных объектов общей площадью более 
3 млн м2. В 2016 году авторский коллектив удостоен 
премии Правительства Российской Федерации 
в области науки и техники.
И. А. Новаковым развито одно из приоритетных направлений современной химии полимеров, 
связанное с созданием тепло-, термо- и химически устойчивых полимеров на основе каркасных 
структур. Методы синтеза функциональных производных адамантана были реализованы в НПО 
“Биолар” (Латвия), адамантансодержащие полиимидные пленки апробированы в НПО “Пластик” 
(Москва), а адамантансодержащие сополиамидные 
волокна прошли успешные испытания в производственных условиях Черниговского ПО “Химволокно”. На основе адамантансодержащих диаминов разработан ассортимент новых оптических 
клеев со специальным комплексом свой 
ств, которые внедрены на предприятиях радиоэлектронной 
промышленности. За серию работ в этом направлении И. А. Новаков с коллегами удостоен премии 
С. В. Лебедева (2007 г.).
Под руководством И. А. Новакова впервые проведены систематические исследования радикальной полимеризации ионизирующихся мономеров 
в присутствии органических пероксидов и соединений – доноров атома водорода, а также матричных систем. Найдены подходы к регулированию 
КОЛЛОИДНЫЙ ЖУРНАЛ
том 86
№ 2
2024

КОЛЛОИДНЫЙ ЖУРНАЛ,  2024, том 86, № 2,  с.  153–161
УДК 541.18.535
РЕФРАКЦИЯ ГИДРОЗОЛЕЙ С ЧАСТИЦАМИ 
СОСТАВА АЛМАЗ/АМОРФНЫЙ УГЛЕРОД
© 2024 г.   О. С. Везо1, А. В. Вой 
тылов1, В. В. Вой 
тылов1, М. П. Петров1, *, А. А. Трусов1
 и др.
1Санкт-Петербургский государственный университет, Физический факультет,  
Ульяновская ул., 1, Петродворец, Санкт-Петербург, 198504 Россия
*e-mail: m. 
p.petrov@spbu.ru
Поступила в редакцию 08.12.2023 г.
После доработки 29.12.2023 г.
Принята к публикации 29.12.2023 г.
В данной работе проведены рефрактометрические исследования гидрозолей, содержащих наночастицы алмаза. Образцы для исследования были получены из порошка алмаза статического 
синтеза, прошедшего предварительную стандартную очистку отмыванием в сильных кислотах 
и ультразвуковую обработку. После дополнительного многократного отмывания, центрифугирования, ультразвуковой обработки и отстаивания в течение месяца были получены образцы, 
частицы которых отличались долей аморфного углерода в них. Размер частиц в образцах был менее 100 нм. Для анализа данных рефрактометричеcких исследований были получены формулы, 
позволяющие по результатам измерений показателя преломления и плотности золей, содержащих частицы алмаза, определять долю аморфного углерода в частицах и толщину поверхностного 
слоя, который он образует. Согласно проведенным рефрактометрическим исследованиям, определены соотношения между долями кристаллического алмаза и аморфного углерода в частицах. 
Проведенные исследования показали, что рефрактометрический анализ состава частиц может 
быть использован для контроля качества при промышленном получении наноалмазов.
Ключевые слова: наноалмаз, аморфный углерод, рефракция, рассеяние света, электрооптический метод, рентгеноструктурный анализ
DOI: 10.31857/S0023291224020014, EDN: DHVOWX
ВВЕДЕНИЕ
модификации углерода, содержащие U-электроны, 
способные перемещаться по поверхности аналогично свободным электронам в металлах [16]. 
Важными задачами являются получение устойчивых золей наноалмаза и изучение кинетики образования агрегатов из частиц. Методы статического 
и  динамического светорассеяния используются 
при анализе размеров и формы частиц, определении порога их коагуляции [17]. Электрооптические 
методы позволяют определять функции распределения частиц по размерам и значениям поляризуемости в полидисперсных системах, а также изучать кинетику коагуляции золей алмаза на стадии 
образования агрегатов из малого числа частиц [18]. 
Они также использованы при исследовании поляризуемости и поверхностной проводимости частиц 
алмаза в водных электролитах [19].
Широкий научный интерес представляют композитные материалы, в состав которых входят алмаз и аморфный углерод [20, 21]. Такие композиты 
используются при производстве пленок. Структурные оболочки некристаллического углерода на 
поверхности частиц алмаза во многом определяют 
Оптические методы являются мощными инструментами, позволяющими проводить неразрушающий анализ коллоидов и суспензий, контролировать их устойчивость.
Золи алмаза, получаемые различными способами, обладают ярко выраженными оптическими 
свой 
ствами. К таким свой 
ствам относятся люминесценция [1], поглощение и рассеяние света [2–
5], электрооптический эффект [6–8]. Люминесцентное излучение большой интенсивности создается дефектами внутри и на поверхности частиц 
алмаза [9–12]. Высокая коагуляционная устойчивость гидрозолей алмаза и инертность частиц создали широкие перспективы для их использования 
в качестве меток для биосистем в медицине взамен 
полупроводниковых квантовых точек, обладающих высокой токсичностью [13, 14]. Изучение оптической плотности золей наноалмаза позволило 
подтвердить гипотезу о существовании на поверхности частиц цепочек Панди [15]. Также отмечалось, что на поверхности частиц алмаза возможны 
153

ВЕЗО и др.
При описании рефракции необходимо рассматривать рассеяние вперед, что соответствует / = 0 
и O = 0.
При низкой концентрации частиц показатели 
преломления дисперсной системы ms и дисперсионной среды m0 близки и можно полагать, что [27]
 
m
m
i
k
S
2
'
(0),
s
0
3
−
= −⋅π
−
 
(1)
N
где 
∑
=
1
 k' = 2U | m0 | /Q, Q – длина свето=
S
S
(0)
(0),
j
j
свой 
ства самих частиц и материалов, содержащих 
такие частицы [22, 23]. Как показали исследования, функциональные группы определяют оптические свой 
ства как нано-, так и микроалмазов, 
а также дисперсных систем, в которые они входят 
[24]. Если в жидких дисперсных системах, содержащих микрочастицы, интенсивное рассеяние света 
частицами определяет их основные оптические 
свой 
ства, то в случае жидких дисперсных систем 
с наночастицами, слабо рассеивающими свет, рефрактометрические исследования могут предоставить важную информацию как о внутреннем, так 
и поверхностном составе частиц. Результаты исследований показателя преломления гидрозолей, 
содержащих наноразмерные частицы, в состав которых входят кристаллический алмаз и аморфный 
углерод, представлены и анализируются в данной 
работе.
вой волны в вакууме, N – число частиц в единице 
объема.
Для монодисперсных систем с  малыми частицами, которые поляризуются в поле световой 
волны как отдельные частицы, амплитудную функцию для дисперсной системы S(0) можно представить соотношением [27]:
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
 
S
N i k
k
(0)
2
3
.
3
6
=α
′ +
′ α
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟ 
(2)
При определении поляризуемости частицы F, 
входящей в (2), можно использовать соотношение 
[28]:
2
0
2
 
α =
π ⋅
−
+
V
m
m
m
m
3
4
2
,
p
2
0
2  
(3)
p
в котором V – объем частицы и mp – показатель 
преломления частицы. Если частицы поглощают 
свет, то mp – это комплексная величина.
Учитывая (3), FN можно представить соотношением
2
0
2
 
α
=
θ
π ⋅
−
+
N
m
m
m
m
3
4
2
,
p
2
0
2  
(4)
p
в котором V = V ∙ N – объемная доля частиц в дисперсной системе.
Подставив (4), (3) и (2) в (1), приходим к соотношению:
⎞
⎛
3
2
0
2
2
0
2
p
2
 
(5)
−
= θ
−
+
−
′
π
−
+
2
0
2
2
0
2
p
0
p
⎠
⎟
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
⎟
m
m
m
m
m
m
i k V
m
m
m
m
3
2
2
2
2
.
s
p
⎝
⎜
⎜
Если дисперсная система содержит малые по 
сравнению с длиной световой волны частицы (релеевские частицы), то они рассеивают свет как 
диполи, помещенные в однородное электрическое поле световой волны. Если концентрация 
частиц достаточно высокая, в сфере, диаметр которой не превышает длину световой волны, находится большое число частиц, а наведенные световой волной их электрические дипольные моменты 
усиливаются полями других частиц, то рефракция 
света в такой дисперсной системе аналогична рефракции молекулярного раствора [25]. Такой подход ранее рассматривался при изучении сажи для 
определения показателя преломления графита 
[26]. При малых концентрациях частиц в дисперсной системе они рассеивают свет как одиночные 
частицы.
Показатель преломления таких дисперсных систем следует считать комплексным, даже если частицы и дисперсионная среда не поглощают свет, 
так как проходящий через дисперсную систему 
световой луч теряет интенсивность по причине 
рассеяния света частицами. При описании рефракции света дисперсных систем можно использовать 
амплитудную функцию рассеяния, которая определяется суммой амплитудных функций рассеяния 
частиц. Для отдельной сферической частицы амплитудная функция рассеяния Sj(/, O), если полагать амплитуду падающей волны равной единице, 
определена формулой [27]:
Если V <
< Q3, то второй член в скобках мал, и им 
можно пренебречь. Объемную долю частиц можно 
определить, если известны плотности дисперсионной среды W0, дисперсной системы Ws и частиц Wp. 
Величину V можно представить соотношением:
ikr i t
 
=
ϑ ϕ
0
−
+ ω
u
S
e
ikr
( , )
,
j
 
θ = ρ −ρ
ρ −ρ ,
s
p
0
 
(6)
где u – рассеянная волна на большом расстоянии 
от частицы, k – волновой вектор, r – расстояние до 
частицы, \ – частота падающей световой волны. 
а с учетом (5) инкремент показателя преломления 
M можно представить соотношением:
КОЛЛОИДНЫЙ ЖУРНАЛ
том 86
№ 2
2024

 
РЕФРАКЦИЯ ГИДРОЗОЛЕЙ С ЧАСТИЦАМИ СОСТАВА АЛМАЗ/АМОРФНЫЙ УГЛЕРОД 
155
1.0
2
0
2
p
0
 
=
−
ρ −ρ =
ρ −ρ
⋅
−
+
M
m
m
m
m
m
m
3
2(
)
2
.
s
0
0
s
p
2
0
2  
(7)
p
 particles
ns - n0
 diamond
 graphite
0.5
n s - n0
.
u
.
a
 
,
 
0.0
0
50
100
150
200
250
300
r, nm
Рис. 1. Зависимость (ns – n0)/(Ws – W0) от r при 
Q = 657.2 нм.
Правая часть (7) не зависит от ms и Ws. График 
зависимости ms от Ws – это прямая линия, тангенс 
угла наклона которой – это правая часть соотношения (7). Левая часть (7) может быть определена 
экспериментально, если варьировать концентрацию частиц в исследуемой дисперсной системе 
и экспериментально определять возникающие при 
этом изменения ms и Ws. Если значения Wp, W0 и m0 
известны, то mp может быть определено как решение уравнения (7). В соотношение (7) не входят 
размеры частиц, и оно применимо к полидисперсным системам, если частицы малы.
Если частицы соизмеримы с длиной световой 
волны, то вклад частиц в показатель преломления 
дисперсной системы существенно снижается при 
увеличении размеров частиц. В случае монодисперсной системы, содержащей сферические частицы, общее соотношение (1) можно преобразовать к виду
 
m
m
i
S
k r
3
(0)
2( ' ) .
s
p
0
3
−
=−
θ  
(8)
ский метод. Однако при исследованиях полидисперсных систем этим методом необходимо учитывать распределение частиц по размерам, даже если 
частицы малы. Это связано с тем, что рассеянная 
частицами световая энергия, которая определяет 
интенсивность проходящего сквозь дисперсную 
систему луча, существенно зависит от размеров 
частиц. В данной работе представлены результаты 
исследования действительной части ms.
ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
При экспериментальных исследованиях определялись: показатели преломления водных дисперсных систем алмаза, объемная доля частиц в них, 
кривые релаксации электрооптического эффекта, 
наблюдаемого в дисперсных системах, электронно-микроскопические снимки частиц и спектры 
рентгеноструктурного анализа дисперсной фазы.
При определении объемной доли частиц использовалось соотношение (6). Входящие в это соотношение плотности дисперсных систем и дисперсионной среды были определены при помощи 
плотномера DMA 5000M с точностью 5×10–6 г/см3.
При определении абсолютных значений показателей преломления исследованных дисперсных 
систем и дисперсионной среды был использован 
рефрактометр Abbemat WR/MW. Точность измерений показателя преломления дисперсной системы 
составляла 4×10–5 nD. Для относительных измерений был использован метод Релея. Измерения 
были проведены с помощью рефрактометра интерференционного типа – ИТР-2. Точность таких 
измерений была не ниже 1×10–6 nD.
При определении средних размеров r частиц 
наноалмаза использован стандартный метод 
Здесь r – радиус частиц, Sp(0) – их амплитудная 
функция.
При определении Sp(0) можно использовать теорию Ми, главы VI и VII в [29]. Определив зависимость ms – m0 от размеров частиц, можно оценить 
область их изменения, для которой соотношение 
(7) применимо. Численными методами, согласно 
теории Ми, были проведены расчеты действительных частей показателей преломления частиц ns при 
использовании (8), для наибольшей длины волны 
(Q = 657.2 нм) используемого нами рефрактометра. Зависимости от размера r разности ns – n0 = 
= Re(ms – m0) для водных дисперсных систем с частицами алмаза и графита представлены на рис. 1. 
При расчетах полагалось, что объемная доля V не 
меняется.
Как можно видеть из рис. 1, при r < 100 нм изменение размеров частиц слабо влияет на (ns – n0)/
(Ws – W0). В этой области размеров частиц можно 
использовать соотношение (7) при длине волны 
657.2 нм. При больших длинах волн соотношение (7) также применимо. Однако, как следует из 
рис. 1, увеличение размеров r в области 100–200 нм 
приводит к существенному уменьшению (ns – n0)/
(Ws – W0). При r > 200 нм, как видно из рис. 1, в дисперсных системах с частицами алмаза отношение 
(ns – n0)/(Ws – W0) – пренебрежимо малая величина, 
а в случае частиц графита она уменьшается более 
чем в два раза.
При определении мнимой части показателя преломления ms можно использовать нефелометричеКОЛЛОИДНЫЙ ЖУРНАЛ
том 86
№ 2
2024

ВЕЗО и др.
120
90
60
Count
30
нормировки [31]. Определив зависимость N(t) экспериментально, можно рассчитать O(r) как решение 
интегрального уравнения (9). В данной статье при 
определении N(t) использовалась созданная авторами экспериментальная установка [19], а функция 
O(r) определялась методом регуляризации [8].
При проведении рентгеноструктурного анализа 
частиц использован дифрактометр R-axis Rigaku 
(в исследованиях было использовано CoKF–излучение, Q = 1.789 Å), а при получении электронно-микроскопических снимков использован сканирующий микроскоп Zeiss Supra 40VP.
0
100
200
300
400
0
ИССЛЕДУЕМЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ
d, nm
Рис. 2. Распределение частиц алмаза по размерам.
динамического рассеяния света (ДРС метод). При 
проведении экспериментальных исследований был 
использован серийный прибор Photocor Complex.
Электрооптический метод (ЭО метод) использован для определения функций распределения 
по размерам частиц наноалмаза и агрегатов из них 
в области размеров более 25 нм. Точность ее определения ЭО методом выше, чем ДРС методом, но 
ЭО метод не применим к дисперсным системам, 
которые разрушаются при воздействии на них импульсных электрических полей, создающих ориентационную упорядоченность частиц. Исследованные в данной работе дисперсные системы не 
обладали высокой электропроводностью и были 
устойчивы к воздействию на них электрических 
полей. В золях алмаза и графита ярко выражен 
электрический дихроизм (ЭД). А именно, при ориентации частиц в электрическом поле появляется 
свой 
ственная дихроизму разность значений оптической плотности для лучей света, поляризованных 
параллельно и перпендикулярно электрическому 
полю, создающему ориентационную упорядоченность частиц. ЭД можно определить как разность 
наведенных электрическим полем относительных 
изменений оптической плотности для этих лучей. 
Релаксационная зависимость ЭД связана с функцией распределения частиц по размерам соотношением [30]:
 
∫
=
−
Δ
ϕ
N t
D t
K r
r dr
( )
exp( 6
)
( ) ( )
.
r
 
(9)
Здесь N(t) – релаксационная зависимость ЭД, 
O(r) – функция распределения частиц по размерам, Dr – константа вращательной диффузии частиц и агрегатов (она меняется обратно пропорционально r3). Если при определении N(t) используется белый свет, то Δ
=
K r
C r
( )
2 , C – коэффициент 
При получении образцов для исследования был 
использован коммерческий порошок, содержащий частицы наноалмаза статического синтеза, 
прошедший предварительную очистку. Для проведения исследований потребовалась его дополнительная очистка. Согласно литературным данным, частицы, образовавшиеся в процессе синтеза, после их очистки кислотами и механической 
очистки содержат внутреннюю кристаллическую 
структуру алмаза, покрытую оболочкой из углерода 
иных форм [32]. После дополнительной очистки, 
включающей отмывание в дистиллированной воде 
и многократные и чередующиеся ультразвуковую 
обработку и центрифугирование, была получена 
дисперсная фаза, не содержавшая крупных частиц 
и агрегатов из них. Гистограмма распределения частиц алмаза в дисперсной фазе по размерам d (d – 
средний размер на снимке), полученная по результатам обработки электронно-микроскопических 
снимков частиц, представлена на рис. 2.
С целью определения в дисперсной фазе аллотропных форм углерода, отличных от кристаллического алмаза, был проведен ее рентгеноструктурный анализ, который показал, что дисперсная фаза 
алмаза содержала поликристаллическую структуру, 
свой 
ственную агрегатам из малых частиц, содержащим добавки аморфного углерода. Далее в процессе седиментации в течение месяца взвешенная 
в  воде дисперсная фаза фракционировалась на 
слои, однородные по составу и различающиеся по 
цвету, разделенные четко выраженными границами. Для исследований были выделены четыре 
образца, полученных в ходе седиментации изначальной дисперсной системы. Оттенок изменялся 
от темного-серого для верхнего слоя (образец 
№ 1) до светло-серого для нижнего слоя (образец 
№ 4). Полученные образцы были использованы 
для приготовления гидрозолей с содержанием частиц менее 0.01% по массе. Встряхивание и ультразвуковая обработка позволяли поддерживать 
золи с  неизменными оптическими свой 
ствами 
в течение длительного и необходимого для исследований времени.
КОЛЛОИДНЫЙ ЖУРНАЛ
том 86
№ 2
2024

 
РЕФРАКЦИЯ ГИДРОЗОЛЕЙ С ЧАСТИЦАМИ СОСТАВА АЛМАЗ/АМОРФНЫЙ УГЛЕРОД 
157
15
12
15
10
5
Intensity, a.u.
  ¹ 1
  ¹ 2
  ¹ 3
  ¹ 4
9
    ¹ 1
    ¹ 2
    ¹ 3
    ¹ 4
50
52
54
0
10
2T, degrees 
1.0
6
0.5
M(r)
m
n
 
,
-1
Intensity, a.u.
5
25
30
35
0.0
.
u
.
a
 
,
y
t
i
s
n
e
t
n
I
2T, degrees 
3
20
40
60
80
100
120
0
0
50
100
150
200
250
0
r, nm
2T, degrees 
Рис. 3. Функции распределения частиц по размерам.
Рис. 4. Дифрактограмма дисперсной фазы.
Ранее проведенные исследования светорассеяния золей алмаза [33] позволили заключить, что 
частицы алмаза рассеивают свет как сферические 
частицы, несмотря на то, что имеют неправильную 
форму. Это позволяет использовать при исследовании водных дисперсных систем алмаза формулы 
(7) и (8), полученные в предположении, что частицы поляризуются в поле световой волны как 
сферические.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Для всех выделенных фракций электрооптическим методом были определены функции распределения частиц по размерам O(r). Образцы № 1, 
№ 2, № 3 и № 4 содержали частицы и агрегаты, отличающиеся по размерам. Функции O(r) этих образцов представлены на рис. 3.
Контрольные измерения методом ДРС соответствовали представленным на рис. 3 результатам. 
Дифрактограмма, полученная при рентгеноструктурном анализе (CoKα–излучение, Q= 1.789 Å) дисперсной фазы этих образцов, представлена на 
рис. 4.
Как видно из рис. 4, в области углов дифракции 51.3˚, 90.3˚ и 112.3˚ для всех образцов наблюдаются пики, свой 
ственные алмазу. В области угла 
30.5˚ для всех образцов присутствует пик, характерный для графита 2H (30.5˚) и 3R (31.0˚). Широкой полосе с максимумом при 20˚соответствует 
аморфный углерод. Пики, характерные для графитоподобной структуры и аморфного углерода, 
указывают на то, что часть углерода в частицах 
всех образцов находится в состоянии отличном 
от алмазной кристаллической решетки. Количественная оценка содержания аморфного углерода 
в этом случае не представляется возможной. Однако можно утверждать, что для первого образца 
доля аморфного углерода в частицах больше, чем 
для остальных.
Объемная доля частиц в исследованных образцах V менялась их разбавлением дистиллированной водой. Максимально допустимая для измерения показателя преломления образцов объемная 
доля частиц зависела от мутности образцов и не 
превышала 3 · 10–4. Разбавлением образцов дистиллированной водой были получены дисперсные 
системы, для которых экспериментально определялись их плотность Ws и показатель преломления ns = Re(ms). Для образца № 4, размеры частиц 
в котором близки к длине световой волны, влияния частиц на показатель преломления выявлено 
не было. Это связано с крайне малым отличием 
показателя преломления дисперсных систем, полученных из этого образца, от показателя преломления воды, даже при максимально допустимой 
по мутности для данного образца объемной доле 
частиц V = 0.33 ∙ 10–4. Для дисперсных систем, содержащих частицы остальных образцов, зависимости ns от Ws были линейными. Зависимость ns от 
Ws, определенная для образца № 2, представлена 
на рис. 5.
На рис. 5 также представлены теоретически рассчитанные при использовании (7) изменения действительной части показателя преломления дисперсных систем для случая частиц, состоящих из 
аморфного углерода, и частиц, состоящих из алмаза, для которых инкремент показателя преломления (ns – n0)/(Ws – W0) был равен 0.87 и 0.26 см3/г 
соответственно.
Для образцов № 1, № 2 и № 3 значения (ns – n0)/
(Ws – W0), полученные при Q = 657.2 нм, представлены 
КОЛЛОИДНЫЙ ЖУРНАЛ
том 86
№ 2
2024