追寻科技之光 夯实筑梦之路——访白俄罗斯戈梅利国立大学校长谢尔盖·哈霍莫夫博士

在白俄罗斯共和国的东南部,戈梅利国立大学正在发挥着国家“硅谷”的独特作用。该校的光子学、量子电子学、高能物理学和新材料技术不仅在国内处于领先地位,而且在国际上达到了一流水平。纵观这所大学90年的发展历程,注重对物理、数学、化学、生物等基础性学科的教学科研以及人才培养,是其主要办学特色之一。即便在卫国战争时期,学校的基础科学研究所也坚持转移至基洛夫地区(现俄罗斯境内)继续办学。注重基础科学教学与研究的办学传统延续至今,不仅为学校的办学荣誉缔造了不朽的丰碑,更为学校的创新发展注入了新的活力。建校至今,白俄罗斯戈梅利国立大学不仅为本国培养了各种专业人才,也为东欧、亚洲、非洲及拉丁美洲国家培养了许多经济专业人才。在校长谢尔盖·哈霍莫夫(Sergei Khakhomov)博士的带领下,学校继续致力于在纳米光子学、超材料、光子晶体领域开展基础实验及理论研究工作。哈霍莫夫校长在微波波段复杂金属超表面微结构器件设计与原理分析、实验制备方面具有国际领先的技术及丰富的研究经验,在诸多国际权威期刊发表论文70余篇,主持BFBR、INTAS等项目。为进一步了解这所以科技类基础学科研究见长的大学,本刊专访了谢尔盖·哈霍莫夫校长。

地下卤水体系中水活度的计算方法评定

在温度 1 2 .1～ 60 .5℃范围内测定了地下卤水体系的饱和蒸汽压 ,并采用Clausius -Clapeyron方程进行关联 ,计算水活度 ;比较强电解质混合体系水活度的理论计算模型 。

电子束蒸发沉积金属-TiO_2薄膜的结构和光学性质

采用电子束蒸发法在玻璃基底上制备了TiO2薄膜及Fe、Cu、Al掺杂TiO2膜,通过XRD、Raman光谱、XPS及AFM等测试手段研究了TiO2膜及金属-TiO2掺杂膜的结构、组成和形貌。金属掺杂量为1%,退火温度为773 K时,沉积得到的薄膜均为锐钛矿晶体结构的TiO2,掺杂金属的种类对薄膜的晶粒尺寸有一定的影响。采用紫外-可见分光光度计测试薄膜的吸收光谱,掺杂后TiO2的吸收带边发生改变,薄膜对可见光的吸收明显加强。光催化降解甲基橙实验表明,制备的TiO2薄膜及其金属掺杂膜具有一定的光催化活性,且Fe-TiO2膜的降解效率较高。

气相法沉积PTFE薄膜及其疏水性

分别以载玻片、陶瓷片、镀铝聚酯膜、普通白纸和Cu片为基底,聚四氟乙烯(PTFE)粉末为原料,采用电子束蒸发法沉积聚合物薄膜。对于基底载玻片和陶瓷片,采用2%H2SO4溶液刻蚀预处理后在其上沉积厚度为125nm的聚合物薄膜;Cu片用不同浓度草酸刻蚀预处理后在其上沉积厚度为62 nm的聚合物薄膜;而基底镀铝聚酯膜和白纸,直接在其上沉积不同厚度的PTFE薄膜。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪分别对薄膜的成分、表面形貌和疏水性进行表征。结果表明:经刻蚀处理后,基底表面粗糙度皆增大。载玻片由亲水性转变为疏水性,陶瓷片无明显变化,Cu片显示良好的疏水性;沉积薄膜后,载玻片表面接触角增大到138°,而陶瓷片接触角可以达到142°;在粗糙度较大的白纸表面沉积不同厚度的PTFE薄膜,膜厚对接触角具有显著影响,当膜厚为225 nm时,接触角达到151°,滞后角为8°;经0.5%草酸刻蚀的Cu片表面膜的接触角达到153°,滚动角为2°,具有良好的超疏水性。

气相法沉积Ag/聚合物复合薄膜及其抗菌性能

将Ag Cl晶体和聚四氟乙烯(PTFE)粉末(质量比1∶1)混合物作为靶材,分别在石英玻璃、单晶硅片、聚甲基丙烯酸甲酯有机玻璃(PMMA)和镀铝聚酯膜基底上,通过低功率电子束蒸发法沉积一定厚度的含Ag/聚合物复合薄膜。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X线光电子能谱仪(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)分析薄膜成分、结构和表面形貌,运用接触角测试仪评估薄膜表面的疏水性,采用琼脂扩散法测试其抗菌性能。结果表明:复合薄膜厚度约为490 nm,表面存在明显的两相结构,即以CC、C—C、C—CFn、C—F、—CF2基团形成的聚合物基膜里分散着纳米Ag和Ag Cl颗粒;石英和硅片基底上复合薄膜的接触角分别为108.41°和104.38°,表现为疏水性,对标准菌株金色葡萄球菌和大肠杆菌都具有明显的抗菌效果,其中对金色葡萄球菌的抗菌能力比大肠杆菌更显著。

N掺杂TiO_2复合膜中N晶格位置转变

采用磁过滤真空直流阴极弧蒸发工艺在石英基底上沉积N掺杂Ti薄膜，随后将其在马弗炉中以不同的退火温度（100～700℃）热处理制备N掺杂TiO2薄膜，采用X线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪（Raman）、X线光电子能谱（ XPS）和扫描电子显微镜（ SEM）分析表征。结果表明：初始态N掺杂Ti薄膜为包含少量TiN相的Ti薄膜，在300℃退火处理时，N掺杂Ti薄膜直接氧化生成N掺杂金红石相TiO2薄膜。初始态的N掺杂Ti薄膜表面平整、颗粒细密，与基底附着牢固，经700℃退火处理后，TiO2颗粒得到了良好的结晶生长，薄膜厚度增加了60％。当热处理温度为600℃时，N掺杂TiO2复合膜中替代型N开始转变为填隙型N，由于填隙型N具有更高的能级，这种N位置的转变进一步窄化了N掺杂TiO2的能带宽度，提高了对可见光的利用率。

电子束蒸发法沉积PLA基载药复合薄膜及其抗菌性能

以不同质量比的聚乳酸(PLA)和环丙沙星(CIP)作为靶材(PLA与CIP的质量比为1∶2、1∶1和2∶1),通过低功率电子束蒸发法(EBD)沉积3种比例的PLA基环丙沙星复合薄膜。采用X线光电子能谱仪(XPS)、核磁共振波谱仪(NMR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和原子力显微镜(AFM)分析复合薄膜成分、结构和表面形貌,采用紫外可见分光光度计(UVVis)分析复合薄膜的药物释放动力学性能,运用琼脂扩散法测试复合薄膜抗菌性能及缓释抗菌性能。结果表明:3种PLA和CIP不同质量比的复合薄膜均可通过电子束蒸发法成功制备,复合薄膜在基底上分布较为均匀,呈现颗粒状或椭球状形貌,但薄膜样品的均方根粗糙度(Rq)相差明显,随着PLA含量的增加,Rq呈减小趋势;通过考查薄膜形貌结构、抗菌性能及动力学释放行为这几方面因素,得到靶材m(PLA)∶m(CIP)=1∶1时,复合薄膜的综合性能最佳,该比例的复合薄膜即使在生理盐水中浸泡168 h后,仍对金黄色葡萄球菌具有抗菌活性,与浸泡24 h后的复合膜相比,抑菌圈直径减少不超过37%。