Створення найбільш ефективних методів одержання нанорозмірного оксиду Маґнію

Н. Ісмаїлов$^{1}$, І. Ханкішієв$^{1}$, Ф. Оруджов$^{1}$, І.  Алієв$^{2}$, Г. Набієв$^{1}$

$^{1}$Azerbaijan State Marine Academy, 18 Zarif Aliyev Str, AZ-1000 Baku, Azerbaijan
$^{2}$Азербайджанський технічний університет, просп. Г. Джавіда, 25, AZ-1073, Баку, Азербайджанська Республіка

Отримано: 29.03.2023; остаточний варіант - 13.04.2023. Завантажити: PDF

Актуальність дослідження ґрунтується на розвитку нанометалурґії, яка є адекватною відповіддю на зростаючий попит і розширення сфер застосування наночастинок оксидів металів. Наукова й інженерна думка здійснює постійний пошук рішень для оптимізації та модернізації виробництва цільових нанорозмірних оксидів металів, що приводить до створення значного науково-інформаційного ландшафту, який наразі не дає однозначної відповіді щодо єдиної методології одержання цільового продукту (в даному випадку нанорозмірного оксиду Маґнію), що потребує додаткових досліджень і відповідних аналітичних висновків. Тому метою даного дослідження є визначення технологічного методу виготовлення нанорозмірного оксиду Маґнію, який має найбільш ефективні та конкурентоспроможні показники, а також перевірка можливости використання інструментів чисельного моделювання для оптимізації виробничих процесів у нанометалурґії. Для досягнення сформульованої мети в даному дослідженні використано методи чисельного моделювання маґнійово-оксидної наноґратниці та відповідні аналітичні висновки та пропозиції. У результаті дослідження встановлено, що серед сімох типових методів одержання нанорозмірного оксиду Маґнію (спалювання в розчині, співосадження, золь–ґель, гідротермальна синтеза, сольвотермічна синтеза, золь–ґель за допомогою мікрохвиль, зелена синтеза) найбільш ефективними для промислового виробництва цільового наноматеріялу є золь–ґель і копреципітація. Актуальним є також технологічний метод зеленої синтези наночастинок оксидів металів (у тому числі нано-MgO), який є більш екологічним за конкурентоспроможних промислово-технологічних показників виробничого процесу. Висновки, одержані під час аналізи хронотаксометричних схем, які є результатом бібліометричної аналізи наукових досліджень і публікацій на провідних наукометричних ресурсах, свідчать про збільшення варіятивности можливих сфер використання й одержання оксидів металів у наноформах, що свідчить про динамічний та екстенсивний етап розвитку нанометалурґії. Чисельне моделювання бажаної маґнійово-оксидної наноґратниці допомагає оптимізувати технологічний процес і може бути задіяне в промисловій сфері нанометалурґії як етап проєктування. Практична цінність дослідження полягає в одержанні кореляційної систематизації різних технологій одержання магнійово-оксидних наночастинок та оцінці впливу етапу проєктування та моделювання на розвиток нанометалурґії в цілому.

Ключові слова: нанометалурґія, золь–ґель, гідротермальна синтеза, виробництво, мікрохвилі.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i07/0819.html

PACS: 62.23.Pq, 63.22.Kn, 78.67.Sc, 81.07.Wx, 81.16.Pr, 81.20.Ev, 81.20.Fw


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. https://www.globenewswire.com/news-release/2023/01/30/2597326/0/en/Latest-Global-Nano-metal-Oxides-Market-Size-Share-Worth-USD-2-0-Billion-by-2030-at-a-7-53-CAGR-Custom-Market-Insights-Analysis-Outlook-Leaders-Report-Trends-Forecast-Segmentation-G.html
  2. https://www.reportsanddata.com/report-detail/nano-metal-oxide-market/toc
  3. https://www.industryarc.com/Research/Nano-Metal-Oxides-Market-Research-502989
  4. https://dataintelo.com/report/global-nano-metal-oxides-market/
  5. https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/magnesium-oxide-nanoparticle-market
  6. F. Y. Nisa, A. Rahman, K. J., Rafi, A. N. Khan, F. Sultana, M. Majid, A. Hossain, J. I. Deen, Mannan, S. Saha, J. Tangpong, and T. R. Choudhury, Bi-omaterials Advances, 146: 213291 (2023). Crossref
  7. M. G. Kotresh, M. K. Patil, A. Sunilkumar, A. Sushilabai, and S. R. Inamdar, Results in Optics, 10: 100336 (2023). Crossref
  8. Z. Rajabimashhadi, R. Naghizadeh, A. Zolriasatein, C. E. Corcione, Nanomater., 13, No. 3: 454 (2023). Crossref
  9. F. Mirza and H. Makwana, Int. J. Innov. Res. Technol., 8, No. 6: 436-441 (2021).
  10. J. Veronica, L.I. Febriani, C. Nurhashiva, R. Ragadhita, A. B. D. Nandiyanto, and T. Kurniawan, INJIISCOM, 2, No. 2: 1 (2021). Crossref
  11. S. Abinaya, H. P. Kavitha, M. Prakash, and A. Muthukrishnaraj, Sustainable Chemistry and Pharmacy, 19: 100368 (2021). Crossref
  12. BIOVIA Materials Studio (2023). https://www.3ds.com/products-services/biovia/products/molecular-modeling-simulation/biovia-materials-studio/
  13. Atomistix ToolKit (2023). https://www.iscitech.com/atomistixToolKit.htm
  14. QuantumATK (2023). https://www.synopsys.com/silicon/quantumatk.html
  15. NanoEngineer-1 (2023). https://nanoengineer-1.software.informer.com/
  16. Furious Atoms (2023). https://furiousatoms.com/#download
  17. CoNTub (2023). https://www.ugr.es/~gmdm/contub.htm
  18. DENEB: The Nanotechnology Software by Atelgraphics (2023) https://www.atelgraphics.com/
  19. Materials Modeling 2.0 (2023). https://exabyte.io/
  20. Simulation Suite for Nano-Optics (2023). https://jcmwave.com/jcmsuite
  21. LAMMPS Molecular Dynamics Simulator (2023). https://www.lammps.org/#gsc.tab=0
  22. M. A. Rajab, S. A. Salman, and M. N. Abdullah, Int. J. Nanoelectron. Mater., 13, No. 1: 91 (2020).
  23. J. Hornak, P. Trnka, P. Kadlec, O. Michal, V. Mentlik, P. Sutta, G. M. Csanyi, and Z. A. Tamus, Nanomater., 8, No. 6: 381 (2018). Crossref
  24. J. Hornak, Int. J. Mol. Sci., 22, No. 23: 12752 (2021). Crossref
  25. J. Chen, Front. Microbiol., 11: 67 (2020). Crossref
  26. S. Vijayakumar, V. N. Punitha, and N. Parameswari, Arab. J. Sci. Eng., 47, No. 6: 6729 (2022). Crossref
  27. A. U. Khan, M. Khan, A. A. Khan, A. Parveen, S. Ansari, and M. Alam, Bioinorg. Chem. Appl., 2022: 3973841 (2022).
  28. J. Maji, S. Pandey, and S. Basu, Bull. Mater. Sci., 43: 25 (2020). Crossref
  29. N. Baniasadi, A. Kariminik, and S. M. R. Khoshroo, Iran. J. Microbiol., 13, No. 5: 380 (2019). Crossref
  30. B. Das, S. Moumita, S. Ghosh, I. Khan, D. Indira, R. Jaybalan, S. K. Tripathy, A. Mishra, and P. Balasubramanian, Mater. Sci. Eng. C, 91: 436 (2018). Crossref
  31. L. Cai, J. Chen, Zh. Liu, H. Wang, H. Yang, and W. Ding, Ralstonia solanacea-rum. Frontiers in Microbiology, 9 (2018). Crossref
  32. N. Y. T. Nguyen, N. Grelling, C. L. Wetteland, R. Rosario, and H. Liu, Sci. Rep., 8: 16260 (2018). Crossref
  33. W. Dachraoui, and R. Erni, Chem. Mater., 35, No. 3: 1201 (2023). Crossref
  34. Z. Long, M. Liu, X.G. Wu, K. Gu, G. Yang, Z. Chen, Y. Liu, R. Liu, and H. Zhong, Nat. Synth., 2: 296 (2023).
  35. R. Alarcon, M. Walter, M. Paez, M. I. Azocar, Nanomater., 13, No. 3: 428 (2023). Crossref
  36. M. V. Lopez-Ramon, C. Moreno-Castilla, and M. A. Fontecha-Camara, Appl. Surf. Sci., 612: 155796 (2023). Crossref
  37. Z. Li, P. Wang, C. Ao, Z. Meng, and L. Zhang, Therm. Sci. Eng. Prog., 37: 101593 (2023). Crossref
  38. A. Bo, T. Kraus, and N. de Jonge, ACS Appl. Nano Mater., 6, No. 2: 1146 (2023). Crossref
  39. A. Nandiyanto, R. Ragadhita, C. Narhashiva, and T. Kurniawan, Science Mid-wifery, 10, No. 1: 41-54 (2021).
  40. J. Zhao, P. Wang, J. Wang, X. Ma, L. Shi, G. Xu, A. Abudula, and G. Guan, JCIS Open, 9: 100076 (2023). Crossref
  41. S. Liu, X. Wei, S. Lin, and M. Guo, J. Solgel Sci. Technol., 99: 122 (2021). Crossref
  42. S. F. Muthwa, N. S. Zulu, M. Kistan, S. C. Onwubu, N. P. Shumbula, N. Moloto, S. Mpelane, T. Hlatshwayo, M. Mlambo, and P. S. Mdluli, J. Mol. Struct., 1274, No. 2: 134394 (2023). Crossref
  43. K. Kunene, S. Sayegh, M. Weber, M. Sabela, D. Voiry, I. Iatsunskui, E. Coy, S. Kanchi, K. Bisetty, and M. Bechelany, Talanta, 253: 124000 (2023). Crossref
  44. B.R. Abhiram and D. Ghosh, AIAA SCITECH 2023 Forum (Reston: American Institute of Aeronautics and Astronautics: 2023).