Синтез мультикомпонентных наночастиц методом искрового разряда в электролитной среде
Зарипов А.А.1, Гуломжанова С.Г.1, Адылов М.М.1
1Институт ионно-плазменных и лазерных технологий им. У.А. Арифова АН Узбекистана, Ташкент, Узбекистан

Email: zaripov@iplt.uz
Поступила в редакцию: 24 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 6 февраля 2026 г.
Принята к печати: 6 февраля 2026 г.
Выставление онлайн: 12 мая 2026 г.
Представлен метод синтеза многокомпонентных наночастиц на основе среднеэнтропийного сплава Ti-Al-V-Cr-Fe-Zr-Nb-Mo-Ni с использованием импульсного искрового разряда в жидкой среде. Синтез проведен на оригинальной высокочастотной установке (до 30 kHz), собранной на базе IGBT-транзисторов в 1 % водном растворе NaCl. Методами СТЭМ и РФА установлено, что полученные наночастицы имеют структуру "ядро-оболочка" со средним геометрическим размером 45 nm и размером кристаллитов 32.6 nm. Показано, что эффект сверхбыстрой закалки в электролите позволил сохранить в наноструктурах исходные пропорции девяти легирующих элементов, предотвращая их термодинамическую сегрегацию. Обнаруженное содержание примесей электролита (Na, Cl до 18.3 %) носит поверхностный адсорбционный характер. Результаты ИК-спектроскопии подтвердили наличие защитного оксидного слоя и адсорбированных атмосферных групп. В отличие от традиционных бинарных оксидов синтезированная среднеэнтропийная система обладает высокой фазовой сложностью и уникальным сочетанием свойств переходных металлов, что делает ее перспективной для применения в гетерогенном катализе и материаловедении. Ключевые слова: среднеэнтропийные сплавы, наночастицы, искровой разряд в электролитах, электроэрозионный синтез, структура ядро-оболочка.
- M. Hachhach, S. Bayou, A. El Kasmi, M.Z. Saidi, H. Akram, M. Hanafi, T. Chafik. Eng, 6 (7), 149 (2025)
- C. Fernandes, M. Jathar, B.K.S. Sawant, T. Warde. Scale-up of nanoparticle manufacturing process. In Pharmaceutical process engineering and scale-up principles. (Cham: Springer Nature, Switzerland, 2023), p. 173-203
- D. Vollath. Beilstein J. Nanotechnology, 11 (1), 854 (2020)
- M. Singh, K.S. Pentapati. Feasibilities and Difficulties of Scaling-up Sophisticated Nanomaterials for Green Energy. In Resilience and Sustainability for Energy and Water (Apple Academic Press, 2024), p. 9-30
- L.C. Damonte, L.M. Zelis, B.M. Soucase, M.H. Fenollosa. Powder Technol., 148 (1), 15 (2004)
- C.L. DeCastro, B.S. Mitchell. Nanoparticles from mechanical attrition. Synthesis, functionalization, and surface treatment of nanoparticles (2022), v. 5
- N. Al-Harbi, N.K. Abd-Elrahman. J. Umm Al-Qura Univ. Appl. Sci., 11, 356 (2025)
- N. Rajput. Intern. J. Adv. Eng. Technol., 7 (6), 1806 (2015)
- X. Fang, L. Wu. (Eds.) Handbook of innovative nanomaterials: From syntheses to applications (Jenny Stanford Publishing, NY., 2012)
- M. Mardanian, A.A. Nevar, M. Nedel'ko, N.V. Tarasenko. Europ. Phys. J. D, 67, 1 (2013)
- J. Elmroth Nordlander, M. Bermeo, P. Ternero, D. Wahlqvist, T. Schmeida, S. Blomberg, J.M. Hubner. Materials, 16 (3), 1113 (2023)
- J. Feng, R. Geutjens, N.V. Thang, J. Li, X. Guo, A. Keri, A. Schmidt-Ott. ACS Appl. Mater. Interfaces, 10 (7), 6073 (2018)
- T.V. Pfeiffer, J. Feng, A. Schmidt-Ott. Adv. Powder Technol., 25 (1), 56 (2014)
- N. Mohri, Y. Fukuzawa, T. Tani, N. Saito, K. Furutani. CIRP Аnnals, 45 (1), 201 (1996)
- A. Voloshko, T.E. Itina. Nanoparticle formation by laser ablation and by spark discharges--properties, mechanisms, and control possibilities. In Nanoparticles Technology (IntechOpen, 2015), р. 1-12
- D.A. Mylnikov, M.N. Urazov, A.A. Efimov, A.A. Lizunova, V.V. Ivanov. AIP Conf. Proceed., 1858 (1), 040007 (2017)
- M. Vazquez-Pufleau, I. Gomez-Palos, L. Arevalo, J. Garcia-Labanda, J.J. Vilatela. Adv. Powder Technol., 34 (3), 103955 (2023)
- A.A. Efimov, P.V. Arsenov, V.I. Borisov, A.I. Buchnev, A.A. Lizunova, D.V. Kornyushin, V.V. Ivanov. Nanomaterials, 11 (1), 234 (2021)
- A. Hamdan, J.L. Liu. Plasma Processes and Polymers, 18 (7), 2100013 (2021)
- М.Р. Аль-Махмуд, М.К.Х. Шишир, С. Ахмед, С. Табассум, С.И. Садия, М.М.Х. Саччу, М.А. Алам. Журн. роста кристаллов, 643, 127815 (2024)
- D. Xu, M. Wang, T. Li, X. Wei, Y. Lu. Microstructures, 2, 2022001 (2022)
- K. Sakurai, M. Mizusawa. Analyt. Сhem., 82 (9), 3519 (2010)
- Т.К. Турдалиев. Восточно-европейский физический журн., 1, 250 (2025). DOI: 10.26565/2312-4334-2025-1-27
- R. Li, T. Li, Q. Zhou. Catalysts, 10 (7), 804 (2020).
- I. Guzman. Redox Potential Measurements of Aqueous Systems at High Temperature and High Pressure (University of Toronto, Canada, 2018)
- S. Karlsson, J. Pettersson, L.G. Johansson, J.E. Svensson. Oxidation Мetals, 78, 83 (2012)
- M. Brostrom, S. Enestam, R. Backman, K. Makela. Fuel Process. Technol., 105, 142 (2013)
- N.S. Nemes, A. Negrea. Microbial Electrochemical Technologies: Fundamentals and Applications, 1, 163 (2023)
- H. Zhang, Y. Xin, Y. Deng, X. An, X. Liu, X. Wu. Chem. Cat. Chem., 16 (19), e202400740 (2024)
- M. Rozenberg, G. Shoham, I. Reva, R. Fausto. Phys. Chem. Chem. Phys., 7 (11), 2376 (2005)
- L.K. Parrott, E. Erasmus. Catalysis Lett., 148, 2008 (2018)
- V. Zdravkova, M. Mihaylov, K. Hadjiivanov. J. Phys. Chem. C, 116 (23), 12706 (2012)
- Y. Li, X. Wang, Z. Duan, D. Yu, Q. Wang, D. Ji, W. Liu. Separation and Purification Technol., 293, 121099 (2022)
- T.E. Alam. Metal oxide graphene nanocomposites for organic and heavy metal remediation (Doctoral dissertation, University of South Florida, 2012)
- B. Jaleh, P. Fakhri. Infrared and Fourier transform infrared spectroscopy for nanofillers and their nanocomposites. In Spectroscopy of polymer nanocomposites (William Andrew Publishing, 2016), p. 112-129
- C. Yang, C. Woll. Adv. Phys.: X, 2 (2), 373 (2017)
- H. Hamrayev, S. Korpayev, K. Shameli. J. Res. Nanosc. Nanotechnol., 12 (1), 1 (2024)
- L. Yang, S. Luo, Q. Cai, S. Yao. Chinese Sci. Bull., 55 (4), 331 (2010)
- S. Zilabi, M. Shareei, A. Bozorgian, A. Ahmadpour, E. Esmaeil. Adv. J. Chem. Sect. B. Nat. Prod. Med. Chem., 4, 209 (2022)
- P. Formoso, R. Muzzalupo, L. Tavano, G. De Filpo, F. Pasquale Nicoletta. Mini Rev. Med. Chem., 16 (8), 668 (2016)
- C.M. Ghiciuc, O.N. Ghiciuc, L. Ochiuz, C.E. Lupusoru. Antibacterial effects of metal oxides-containing nanomaterials in dentistry. In 2017 E-Health and Bioengineering Conf. (EHB), IEEE, 365 (2017)
- T. Tsuzuki, X. Wang. Res. J. Textile Apparel, 14 (2), 9 (2010)
- A.G. Mohanapragash, R.K. Kaleeswari, S. Meena, M. Baskar, T. Umamaheswari, M. Selvamurugan, T. Ramesh, D. Madhupriyaa. Soil Sediment Contamination: An Intern. J., 34 (7), 1 (2025)
- M. Pourmadadi, M.J. Ahmadi, H.S. Dinani, N. Ajalli, F. Dorkoosh. Pharmaceutical Nanotechnol., 10 (2), 90 (2022)
- N.V. Long, T. Teranishi, Y. Yang, C.M. Thi, Y. Cao, M. Nogami. Int. J. Metall. Mater. Eng., 1 (119), 2455 (2015)
- K. Hajra, D. Maity, S. Saha. Adv. Mater. Lett., 15 (1), 2401 (2024).