Skip to main content

Iryna S. Protsak , Yevhenii M. Morozov , Dong Zhang and Volodymyr M. Gun’ko. Surface Chemistry of Nanohybrids with Fumed Silica Functionalized by Polydimethylsiloxane/Dimethyl Carbonate Studied Using 1H, 13C, and 29Si Solid-State NMR Spectroscopy // Molecules 2021, 26, 5974.

Abstract:

               The investigation of molecular interactions between a silica surface and organic/inorganic polymers is crucial for deeper understanding of the dominant mechanisms of surface functionalization. In this work, attachment of various depolymerized polydimethylsiloxanes (PDMS) of different chain lengths, affected by dimethyl carbonate (DMC), to silica nanoparticles pretreated at different temperatures has been studied using 29Si, 1H, and 13C solid-state NMR spectroscopy. The results show that grafting of different modifier blends onto a preheated silica surface depends strongly on the specific surface area (SSA) linked to the silica nanoparticle size distributions affecting all textural characteristics. The pretreatment at 400 °C results in a greater degree of the modification of (i) A-150 (SSA = 150 m2/g) by PDMS-10/DMC and PDMS-1000/DMC blends; (ii) A-200 by PDMS-10/DMC and PDMS-100/DMC blends; and (iii) A-300 by PDMS-100/DMC and PDMS-1000/DMC blends. The spectral features observed using solid-state NMR spectroscopy suggest that the main surface products of the reactions of various depolymerized PDMS with pretreated nanosilica particles are the (CH3)3SiO-[(CH3)2SiO-]x fragments. The reactions occur with the siloxane bond breakage by DMC and replacing surface hydroxyls. Changes in the chemical shifts and line widths, as shown by solid-state NMR, provide novel information on the whole structure of functionalized nanosilica particles. This study highlights the major role of solid-state NMR spectroscopy for comprehensive characterization of functionalized solid surfaces.

Боярінова Ю. Є., Каліновський Я. О. Особливості побудови представлень експоненціальних функцій у гіперкомплексних числових системах високих вимірностей засобами пакету гіперкомплексних обчислень // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2021. Т. 23. № 2. С. 12–26.

        Розглянуто структуру алгоритму побудови представлення експонен-ціальної функції у гіперкомплексних числових системах (ГЧС) високої вимірності методом асоційованої системи лінійних диференціальних рівнянь. Наведено необхідні короткі відомості про програмний комп-лекс гіперкомплексних обчислень (ПКГО), за допомогою якого проведено необхідні громіздкі операції над символьними виразами при побудові представлення експоненти в ГЧС п’ятої вимірності. Робота супроводжується фрагментами програм у середовищі ПКГО і результатами символьних обчислень.

Ланде Д. В., Страшной Л., Балагура І. В. Метод формування та кластеризації кореляційних мереж понять // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2021. Т. 23. № 2. С. 27–36.

          Для вирішення задачі формування та кластеризації понять запропоновано методику формування, кластеризації, ранжирування та подальшої візуалізації спрямованих кореляційних мереж, зв’язки яких визначаються на основі рядів динаміки, що відповідають цим поняттям. Як приклади розглянуто часові ряди динаміки вживання термінів, що формуються сервісом Google Books Ngram Viewer для формування кореляційної мережі наукових понять, і часові ряди динаміки захворюваності на коронавірус у різних країнах для формування та кластерізації мережі країн за ознакою подібності відповідних статистичних рядів. Наведена методика може застосовуватися з метою узагальнення множини сутностей без явно виражених зв’язків між ними на основі даних, отриманих в аналітичних системах різного призначення

A.S. Lapchuk, Qiyong Xu, Zichun Le, Jun Zhou, ... A.A. Kryuchyn. Theory of speckle suppression in a laser projector based on a long multimode fiber // Optics & Laser Technology, Volume 144,  December 2021, 107416.

Abstract

We analyzed the speckle suppression efficiency of a multimode fiber in a practical laser projector, and developed a theoretical model. Theoretical analysis and simulations indicate that the speckle suppression coefficient can be approximated as a linear function of the square root of the ratio of the numerical aperture of the objective lens and the eye. To suppress the speckle below human eye sensitivity, the objective lens should have a large numerical aperture. The decorrelation uses only the radial direction of the objective lens aperture for speckle suppression and does not consider the azimuthal direction, which can be the focus of future studies. The speckle contrast data obtained in the experiments are consistent with the theoretical results.

Панкратова А.В., Крючин А.А., Бородін Ю.О., Беляк, Є.В. Пригун О.В. Дослідження процесу формування мікрорельєфних структур у плівках хрому на основі методу хімічного травлення // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2021. Т. 23. № 1. С. 5–14.Розглянуто сучасні підходи, які використовуються при формуванні мікрорельєфних структур на поверхні високостабільних підкладок. Проведено аналіз технологічного процесу нанесення захисної маски на основі хрому при формуванні інформаційного шару оптичного диска з сапфіровою підкладкою. Представлено результати експериментальних досліджень формування мікророзмірних елементів у тонких плівках хрому. Визначено умови оптимізації процесу лазерного запису у середовищі маски фоторезисту, що застосовується при хімічному травленні плівки хрому під час формування мікрорельєфної структури на поверхні сапфірової підкладки.

Додонов О.Г., Ланде Д.В. Мережева модель структурної живучості // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2021. Т. 23. № 1. С. 15–22.

Описано мережеві моделі систем і досліджено їхню структурну живучість. Запропоновано підхід до оцінки живучості системи. Ця оцінка відповідає величині найбільшої зв’язної компоненти мережі моделі після деструктивного впливу на неї. Вона більш складна, ніж індекс структурної живучості, що застосовується до теперішнього часу, в якому враховується тільки зв’язність мережі. В роботі вивчаються мережі з різною топологією, в яких випадковим чином видаляються окремі ланки. Введений у роботі показник залежить від топології мережі і її розмірів, який з високою точністю апроксимується кубічними многочленами.

Бріцький  О.І. Побудова сейсмічних портретів важливих подій за умови недоступності їхнього спостереження  // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2021. Т. 23. № 1. С. 59–66.

Подано підхід до отримання сейсмічних портретів важливих подій за умови недоступності їхнього спостереження. Сутність запропонованого підходу полягає в тому, що спочатку визначаються сейсмічні портрети важливих подій з доступною боку, використовується принцип рухомого вікна, яке має розмір за часом, відповідний передбачуваному сейсмічного портрету. Вікно дискретно зсувається по осі часу на сейсмограмі з недоступною боку. У кожному положенні вікна обчислюється взаємокореляційна функція процесу у вікні з відомим портретом з доступною боку. Отримані сейсмічні портрети можна використовувати для вирішення завдань локації та ідентифікації важливих сейсмічних подій.

Петров В.В., Антонов Є.Є., Шанойло С.М.   Алгоритм моделювання мікропризмових лінз для трансформації світлових потоків. // Електронне моделювання, 2021. Т.43, № 2. С.3‒18. DOI:10.15407/emodel.43.02.003.

АННОТАЦИЯ

Традиційна фокусуюча лінза Френеля концентрує інтенсивність світла в центр сформо­ваного зображення. Однак іноді необхідно перетворювати паралельний потік променів у світлове коло. Такі трансформуючі плоскі лінзи Френеля часто використовуються в сис­темах обробки сигналів. Наведено алгоритм моделювання мікропризматичних структур Френеля, які формують у фокальній площині рівномірно освітлене коло. Цей алгоритм подібний до алгоритму моделювання, розробленого для створення фокусуючих мікро­призматичних елементів з плоскими кільцевими фокусуючими гранями.

Запропоновані структури з дискретною зміною кутів заломлення для трансформації світлових потоків можна легко виготовити методом алмазного різання, який дозволяє отримувати плоскі конусні робочі поверхні високої оптичної якості. Розмір призматичних заломлюючих зон не повинен бути занадто великим для зменшення дискретності сформованих зобра­жень. Тому передбачається створення зон заломлення з декількох однакових малих мікро­призм. Запропоновано модифікований алгоритм моделювання параметрів трансфор­муючої лінзи, який враховує процеси концентрації світла лінзою та звуження світлових по­токів мікропризмами.

Ланде Д.В., Дмитренко О.О. Формалізація знань та побудова термінологічних онтологій у правовій галузі // Парламентський контроль в умовах децентралізації державної влади та цифрової трансформації в Україні: стан і проблеми : матеріали Першої всеукраїнської науково-практичної конференції, м. Київ, 30 березня 2021 р. - Київ, 2021. - C. 35-39.

Fu M.L., Antonov E.E., Manko D.Yu., Petrov V.V., Rong K.Z.Microprismatic Fresnel Lens for Formation of Uniform Light Circle. IEEE Photonics Journal, 2021. V.13, #3, June 2021, #2200108. DOI: 10.1109/JPHOT.2021.3072538  (Q1).

Abstract:

Focusing Fresnel lenses are used in many fields of applied optics. These devices are used in optical sensor systems for imaging and optoelectronic integration. The traditional Fresnel lens concentrates the light intensity on the center of the formed image. We present a microprismatic Fresnel lens that transforms a circular incident parallel light beam into a homogeneous light circle with the necessary diameter at a certain distance from the lens. These transforming Fresnel concentrators can be successfully used, for example, in monitoring devices to automatically adjust the output signal from four-quadrant photodetectors. Traditional focusing Fresnel structures are manufactured by photolithographic methods or adjustable direct laser recording with photoresists. These methods enable the formation of stepped optical structures, which have inherent surface defects, resulting in the formation of images that are not high in quality. The proposed specialized Fresnel concentrators can be easily fabricated via the diamond cutting method, which enables the manufacturing of flat working surfaces with exceedingly high optical quality. We also develop a method for simulating the Fresnel transforming lenses with flat conical working facets and calculate the geometric parameters of the circular concentrators. We then apply the simulation results to the diamond cutting method and fabricate the microprismatic light transforming lens samples. These samples are then investigated experimentally with a collimated laser beam. The obtained data agree with the theoretical predictions.

 

Minglei Fu, Jun Fenga, Dmytro Lande, Oleh Dmytrenk, Dmytro Mankob, Ryhor Prakapovich.   Dynamic model with super spreaders and lurker users for preferential information propagation analysis // (2020) Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. Volume 561, 1 January 2021, 125266, DOI: doi.org/10.1016/j.physa.2020.125266

Abstract

Publication of preferential information via online social networks has recently increased in business promotional activities. This activity involves consideration of the propagation of preferential information in online social networks as well as the effects of such propagation on shopping choices. This paper proposes the susceptible-lurker-super-normal-recovered (SEAIR) dynamics model to address the propagation process of preferential information in the Weibo network. In the proposed SEAIR model, super spreader and lurker user compartments are adopted, and entry and exit are available to and from every compartment, which more realistically reflects circumstances in Weibo. Dynamic equations of the SEAIR model are proposed based on the mean-field theory, and the basic reproductive ratio (threshold) R0 derived. Furthermore, it is proved that the information-free equilibrium state of the SEAIR model is locally and globally stable when R0 is less than one, at which point the propagation process tends to disappear; there is a unique endemic equilibrium state when R0 is greater than one. To verify the performance of the SEAIR model, a Baidu App promotion activity in Weibo is used as a real case study. Compared to the conventional susceptible–infected–recovered (SIR) model, numerical results show that the SEAIR model reduces the root mean square error (RMSE) and the mean absolute error (MAE) by 33.2% and 24.74%, respectively. The influence of the main parameters on the performance of the SEAIR model are also analyzed.

Згуровський М.З., Ланде Д.В., Болдак А.О., Єфремов К.В., Перестюк М.М.  Лінгвістичний аналіз даних інтернет-медіа та соціальних мереж у задачах оцінювання суспільних перетворень  // Кібернетика та Системний Аналіз, 2021. - T. 57, N 2. - C. 69-80.

Анотація. 

Розроблено комбінований підхід до оцінювання ефективності суспільних перетворень як міри неузгодженості між діями влади і очікуван-нями суспільства та синергії (соціальної активності) людей, що ґрунтується на формалізованому узгодженні результатів, отриманих методом експертних оцінок, а також методами сентимент-аналізу та інтелектуального аналізу текстових повідомлень з відкритих онлайн-джерел і соціальних мереж. Ці методи реалізовано у вигляді комплексу вебсервісів та застосунків у сере-довищі розроблення інтегрованої онлайн-платформи Advanced Analytics Світового центру даних «Геоінформатика і сталий розвиток». Ефективність запропонованої методики продемонстровано на прикладі кількісного оціню-вання ставлення населення України до дій влади, спрямованих на протидію поширенню епідемії COVID-19.

 

Довгополий А., Токалін О., Білобородов О.  "Дослідження чутливості надпровідних квантових інтерферометрів до обертальних рухів" //  ВІСНИК СХІДНОУКРАЇНСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ імені Володимира Дапя, вип. 8(264), Січень 2021, с. 27-33, doi: 10.33216/1998-7927-2020-264-8-27-33.

Анотація

На підставі принципу еквівалентності загальної теорії відносності і визначення неевклідової метрики простору в неінерціальній системи відліку, пов'язаної з обертанням, знайдена геометрична (топологічна) фаза, яка виникає при обході будь-якого замкненого контуру. Такий підхід дозволив встановити глибоку фізичну аналогію між різними хвильовими ефектами в замкнених хвилеводах (як класичними, так і квантовими), що виникають в умовах їх обертання.

Завдяки когерентності хвильової функції безспінових носіїв заряду (куперовських пар електронів провідності з протилежно спрямованими спінами) в надпровідниках в основному квантовому стані (стані надпровідності), виникнення геометричної фази в замкнених контурах в умовах обертання може призводити до інтерференційних ефектів при наявності слабких зв’язків у контурі. Для реєстрації інтерференційних ефектів було запропоновано використання надпровідних квантових інтерферометрів, поміщених в електричне поле циліндричного або сферичного конденсатора. Відповідно до загальної теорії геометричної фази обертання у досліджені отримані основні співвідношення між геометричною фазою обертання і фазою хвильової функції, індукованої зовнішнім магнітним полем і отримана оцінка їх значень при прийнятних величинах кутової швидкості обертання, розмірах надпровідних квантових інтерферометрів і напругах на конденсаторі. Визначено помилки вимірювання магнітного потоку при обертанні вимірювального комплексу. З огляду на залежність величини геометричній фази обертання від напруги на конденсаторі і розмірів надпровідних квантових інтерферометрів, а також беручи до уваги конкретний діапазон кутових швидкостей обертання, чутливість надпровідних квантових інтерферометрів до кутової швидкості можна регулювати раціональним вибором цих параметрів. На підставі отриманих результатів запропоновано новий метод вимірювань магнітних полів з використанням двох надпровідних квантових інтерферометрів з різними значеннями обмежених замкнутими контурами площ в умовах обертальних рухів, що дозволяє компенсувати збурюючий вплив обертань на магнітні вимірювання, а також одночасне визначення магнітної індукції і кутової швидкості обертання.

http://visnik.snu.edu.ua/index.php/VisnikSNU/article/view/372

Петров В.,  Крючин А.,  Лобузіна К.,  Гарагуля С., Балагура І.,Мініна Н.  Технологія формування реферативної бази даних "Україніка наукова": наукометричний потенціал //  Бібліотечний вісник., 6 (260)., 2020., С.7-13.

Анотація:

 У статті аналізуються напрями розвитку системи формування реферативної бази даних «Україніка наукова». Показано доцільність напрацювання спільного інформаційного ресурсу з повнотекстовими базами даних наукових видань України та порталом «Наука України: доступ до знань» для оперативного наповнення реферативної бази даних, формування на її основі відомостей для наукових портфоліо. Розглянуто потенціал реферативної інформації при формуванні Українського національного індексу цитування та Національного репозиторію академічних текстів. Окреслено завдання перетворення реферативної бази даних «Україніка наукова» в наукометричну базу даних.

Петров В. В., Антонов Є. Є., Манько Д. Ю., Шанойло С. М.  Двохелементні мікропризмові лінзи // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 4, с.3-11. 

Анотація

Розглянуто оптичні параметри кругових мікропризмових заломлюючих пристроїв, які створені з двох ідентичних концентраторів світлових потоків із заданими граничними кутами заломлення променів. Виконано моделювання індикатриси променів для двохелементних рефракційних елементів. Розраховано параметри зменшення світлопропускання лінійних двохелементних пристроїв, які використовуються в офтальмології для визначення кута рефракції променів.

Рубіш В.М.,  Грещук О.М.,  Дуркот М.О., Макар Л.І.,  Поп М.М.,  Юркін І.М.,  Юхимчук В.О.,  Ясінко Т.І. Структурні дослідження фоточутливих композитів «НЧ Au/плівка селену»  // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 4, с.12-18. 

Анотація

Досліджено раманівські спектри аморфних плівок селену різної товщини — як номінально чистих, так і нанесених на неупорядковані масиви наночастинок золота. У випадку, коли плівки мають наномасштабні розміри (d < 100 нм) раманівські смуги детектуються тільки в композитних структурах «НЧ Au/плівка Se». Встановлено, що матриця аморфної плівки селену характеризується нерегулярною послідов-ністю ціс- і трансконфігурацій, тобто одна молекула може містити як елементи ланцюжків Sen, так і елементи кілець Se8. Структура фази, яка виникає в матриці аморфної плівки при відпалі та лазерному опроміненні відповідає структурі тригонального селену.

 

Лапчук А.С., Горбов І.В., Пригун О.В., Морозов Є.М., Клюєва Т.Ю., Бородін Ю.О. Теорія зменшення спеклів у лазерному проекторі дуже довгим багатомодовим волокном  // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 4, с.19-31.

Анотація

Проаналізовано ефективність зменшення спеклів стаціонарним багатомодовим оптоволокном у лазерному проекторі. Розроблено та розраховано математичну модель для випадку дуже довгого оптоволокна. Комп’ютерне моделювання та аналіз математичної моделі показали, що коефіцієнт зменшення спеклів може з точністю придатною для інженерних розрахунків бути апроксимований як лінійна функція квадратного кореня відношення числової апертури лазерного проектора та ока. Дуже велика числова апертура, яка на кілька сотень перевищує зіницю людського ока, необхідна для зменшення спеклів нижче чутливості людського ока. Це випливає з того факту, що декореляція в методі використовує лише радіальний напрямок для зменшення спеклів. Для підвищення ефективності методу необхідна його модифікація, де буде передбачено використання азимутального напрямку.

 

Матов О.Я.  Методи і аналітичні умови адаптації надання ресурсів користувачам хмарних обчислень // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 4, с.32-46.

Анотація

Розглянуто питання подальшого розвитку засад створення адаптивних інфраструктур хмарних обчислень, здатних динамічно адаптуватися до вимог користувачів та діючих особливостей і змін умов функціонування. Розроблено методи та аналітичні умови адаптації надання ресурсів користувачам хмарних обчислень. Ці умови надають можливість розробляти технологію (механізми та алгоритми) використання адаптивної дисципліни (порядку) надання обчислювальних ресурсів користувачам. У свою чергу, це дозволяє забезпечувати часові вимоги різних користувачів на отримання своєчасних результатів обчислень чи найбільш ефективно використовувати наявні ресурси хмарних обчислень. Це є актуальним для систем реального масштабу часу і, в першу чергу, для спеціальних інформаційних систем, що побудовані із використанням приватних хмар, і може бути критичним при обмежених обчислювальних ресурсах хмарних обчислень.

 

Дмитренко О.О.  Побудова направлених зважених мереж термінів із застосуванням Part-of-speech tagging  // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 4, с.47-55.

Анотація

Розглянуто новий метод побудови термінологічних онтологій у вигляді мереж із ключових термінів (ключових слів і словосполучень) текстів, що змістовно пов’язані з певною предметною галуззю. Виокремлення ключових слів і словосполучень з тематичних текстових потоків і подальша побудова направленої зваженої мережі термінів здійснюються на основі застосування більш широкої обробки природної мови, що базується на розбитті на частини мови (Part-of-speech tagging). Комп’ютерну обробку текстових корпусів і побудову направлених зважених мереж термінів представлено у вигляді цілісної методики. У статті показано апробацію запропонованої методики на прикладі відомої народної європейської казки «Little Red Cap» і побудовано направ-лену зважену мережу зі слів і словосполучень, які відповідають окремим ключовим поняттям у досліджуваному творі.

 

Юзефович В.В. ,  Цибульська Є.О.  Методи групової обробки цифрових знімків при підготовці еталонних зображень // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 4, с.56-70.

Анотація

Розглянуто методи спільної обробки серії зображень однієї ділянки місцевості, що застосовуються для зменшення різного роду зашумлень. Запропоновано модифікацію методу медіанної фільтрації і показано, що її використання при підготовці еталонних зображень дозволяє сформувати селективні зображення зі стійкими інформативними ознаками, які можуть застосовуватися для вирішення задачі навігації і наведення літальних апаратів при різних зовнішніх умовах.

 

Мезенцев О.В., Буточнов О.М.  Математична модель комбінованих перешкод у приймальних пристроях радіолокаційних датчиків зовнішньої інформації сучасних літальних апаратів // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 4, с.71-78.

Анотація

Розглянуто математичний опис комбінованих перешкод з метою аналізу процесів, що відбуваються у приймальних пристроях радіоелектронних засобів, а також оцінювання їхнього впливу на сучасні радіоелектронні датчики зовнішньої інформації.

 

Ланде Д.В.,  Боярінова Ю.Є.,  Каліновський Я.О.  Модель динамічної мережі на базі застосування гіперкомплексних числових систем  // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2020, Т. 22, № 4, с.79-90.

Анотація

Запропоновано використання гіперкомплексних числових систем для опису динамічної мережі та різноманітних впливів у цих мережах. Для спрощення обчислень запропоновано використання ізоморфних гіперкомплексних числових систем, таблиця Келі однієї з яких має діагональний вигляд. 

Крючин А.А., Беляк Є.В., Крючина Є.А., Шиховець О.В.  Аналіз можливостей довгострокового зберігання даних на ДНК // Медична інформатика та інженерія, № 3 (51), 2020, С 18-32.

Ye. M. Morozov, A. S. Lapchuk, A. V. Prygun, A. A. Kryuchyn, and J. Dostalek. Investigation of optical fiber-tip probes for common and ultrafast SERS. // New Journal of Physics. 2020. Vol. 22, No. 3. Article ID 033027. 12 p.    https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab7bd4

Abstract

In this study, we performed a three-dimensional computational experiment on ultrashort pulse propagation in an optical fiber-tip probe that is decorated with gold nanoparticles (NPs) using a constant structure for the probe's dielectric taper and different spatial configurations of the gold nanoparticles. Interestingly, a hot spot with the highest amplitude of the electric field was found not along the same chain of the NPs but between terminal NPs of neighboring chains of NPs at the probe's tip (the amplitude of the electric field in the hot spots between the NPs along the same chain was of the order of 101, while that between terminal NPs of neighboring chains was of the order of 103). We eventually identified a configuration with only six terminal nanoparticles (Config4) which is characterized by the highest electric field amplitude enhancement and can provide the highest spatial resolution in the SERS interrogation of an object of interest. The ultrashort temporal responses of the hot spots for all configurations exhibited relatively high pulse elongation (relative elongation was greater than 4.3%). At the same time, due to the reflection of the incident pulse and consequent interference, the temporal responses of most hot spots contained several peaks for all configurations except for the optimum Config4. Nonetheless, the ultrashort temporal responses of all hot spots for Config4 were characterized by a single peak but with a relatively large pulse elongation (relative elongation was 234.1%). The results indicate that further examination of this new structure of a nanoparticles-coated optical fiber-tip probe with only six terminal NPs may provide attractive characteristics for its practical applications.