<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">isplta</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2079-4304</issn><issn pub-type="epub">2658-5871</issn><publisher><publisher-name>СПбГЛТУ</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21266/2079-4304.2022.241.256-267</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">isplta-192</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>CHEMICAL TECHNOLOGY OF WOOD. BIO TECHNOLOGY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Оценка прочности бересты путем количественного исследования водородных связей методом ИК-спектроскопии</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Evaluation of birch bark strength by quantitative study of hydrogen bonds by IR spectroscopy</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Иванов-Омский</surname><given-names>В. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ivanov-Omsky</surname><given-names>В. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ИВАНОВ-ОМСКИЙ Владимир Иванович – профессор</p><p>194021, ул. Политехническая, д. 26, Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>IVANOV-OMSKII Vladimir I. – professor of Russian Academy of Sciences</p><p>194021. Polytechnicheskaya str. 26. St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">Ivanov-omsky@ioffe.mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Звонарева</surname><given-names>Т. К.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zvonareva</surname><given-names>T. K.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ЗВОНАРЕВА Татьяна Константиновна – научный сотрудник</p><p>194021, ул. Политехническая, д. 26, Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>ZVONARYOVA Tatiana K. – scientist</p><p>194021. Polytechnicheskaya str. 26. St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">Ivanov-omsky@ioffe.mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кадомцев</surname><given-names>А. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kadomtsev</surname><given-names>A. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>КАДОМЦЕВ Андрей Георгиевич – Заведующий лабораторией физики прочности</p><p>194021, ул. Политехническая, д. 26, Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>KADOMTSEV Andrei G. – Head of Strength Physics Laboratory</p><p>194021. Polytechnicheskaya str. 26. St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">andrej.kadomtsev@mail.ioffe.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-3"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Иванова</surname><given-names>Е. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Leontiev</surname><given-names>L. L.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ИВАНОВА Елена Ивановна – доцент, кандидат физико-математических наук</p><p>194921, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>IVANOVA Elena I. – PhD (Phisical and Mathematical Sciences), Associate Professor</p><p>194921. Institute per. 5. St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">elen.ivom@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-4"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Леонтьев</surname><given-names>Л. Л.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Lobok</surname><given-names>I. D.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ЛЕОНТЬЕВ Леонид Леонидович – доцент, кандидат биологических наук</p><p>194921, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>LEONTIEV Leonid L. – PhD (Biology), Associate Professor</p><p>194921. Institute per. 5. St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">Leontyev-lta@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-4"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Лобок</surname><given-names>И. Д.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ЛОБОК Иван Дмитриевич – бакалавр</p><p>194921, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург</p></bio><email xlink:type="simple">Ivan.lobok@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-5"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>РАН; Физико-технический институт РАН имени Иоффе</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Ioffe Physical Technical Institute of Russian Academy of Sciences (Ioffe Institute)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Физико-технический институт РАН имени Иоффе</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Ioffe Physical Technical Institute of Russian Academy of Sciences (Ioffe Institute)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-3"><aff xml:lang="ru"><institution>Физико-технический институт имени А.Ф. Иоффе РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Ioffe Phys</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-4"><aff xml:lang="ru"><institution>Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>St.Petersburg State Forest Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-5"><aff xml:lang="ru"><institution>Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>St.Petersburg State Forestry Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>29</day><month>02</month><year>2024</year></pub-date><volume>0</volume><issue>241</issue><fpage>256</fpage><lpage>267</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Иванов-Омский В.И., Звонарева Т.К., Кадомцев А.Г., Иванова Е.И., Леонтьев Л.Л., Лобок И.Д., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Иванов-Омский В.И., Звонарева Т.К., Кадомцев А.Г., Иванова Е.И., Леонтьев Л.Л., Лобок И.Д.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Ivanov-Omsky В.I., Zvonareva T.K., Kadomtsev A.G., Leontiev L.L., Lobok I.D., Лобок И.Д.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/192">https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/192</self-uri><abstract><p>Методами Фурье инфракрасной спектроскопии произведено сравнение систем водородных связей (Н-связей) в природной естественной бересте и технической беленой целлюлозы эвкалипта. Интервалы исследования частот (волновых чисел) 3000–3700 см–1 и 2700–3700 см–1 содержат область поглощения гидроксильными группами ОН, частоты которых порядка 3400, 3300, 3200 см–1 наиболее чувствительны к возникновению Н-связей целлюлозы. Отличительная особенность исследования состоит в том, что все измерения ИК – спектров пропускания и механического воздействии производились на натуральной бересте, упругой при продольном растяжении. Уменьшение пропускания вдали от полос поглощения связывалось с рассеянием излучения на естественной неоднородности древесины материала бересты, которая благодаря высокому качеству спилов оказалось достаточно малым, чтобы препятствовать детальному исследованию спектров поглощения (поглощательной способности). Для оценки параметров Н-связей производилась деконволюция полос поглощения гидроксильных ОН групп на 7 и 9 гауссовых контуров с целью исследования влияния метил-метилена на коэффициент регрессии R^ и исследования природы порядка взаимодействия в целлюлозосодержащем сырье, так называемый характеристический «носик» для дальнейших исследований, так как авторами не рассматривается в данной работе. В дальнейшем анализировались только параметры контуров деконволюции, относящиеся к гидроксильным группам. Принималось, что каждый гаусс-контур деконволюции может быть ассоциирован с определенным типом Н-связи (водородной связи). Определяется сдвиг частот компонент деконволюции, т.е. максимумов гаусс-контуров относительно собственной частоты колебаний гидроксильной группы, не охваченной по этой причине Н-связью. Для определения энергии Н-связей использовались литературные данные по корреляции энергии Н-связи с частотным сдвигом. Относительная плотность Н- связей оценивалась по отношению площадей гаусс-контуров деконволюции. Оказалось, что энергии и плотности для всех типов связи различаются. Оказалось, что плотности наиболее сильных межмолекулярных водородных связей, энергии и длины связей одного порядка величины природной бересты и технической беленой целлюлозы, при деконволюции спектра в области ОН без погрешностей показательна и полезна для сравнительного анализа с разными породами лиственных и хвойных целлюлозосодержащих, вместо принятой ранее высокотехнологичной беленой и небеленой конденсаторной бумаги.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The systems of hydrogen bonds (H-bonds) in natural natural birch bark and technical bleached eucalyptus cellulose have been compared by the methods of Fourier infrared spectroscopy. Study frequency intervals (wave numbers) of 3000–3700 cm–1 and 2700–3700 cm–1 contain the absorption region of hydroxyl groups of OH, whose frequencies in the order of 3400, 3300, 3200 cm–1 are most sensitive to the formation of H-bonds of cellulose. A distinctive feature of the study is that all measurements of IR-spectra of transmittance and mechanical influence were made on natural birch bark, elastic under longitudinal stretching. The decrease of transmittance far from absorption bands was due to scattering of radiation on natural heterogeneity of birch bark wood material, which due to high quality of cuttings turned out to be small enough to prevent detailed study of absorption spectra (absorptivity). To estimate parameters of H-bonds, we performed deconvolution of absorption bands of hydroxyl OH groups on 7 and 9 gauss contours in order to study the effect of methyl methylene on the regression coefficient R^ and study the nature of the interaction order in cellulosebearing raw material, the so-called characteristic «nose» for further research as it is not considered in this paper. In the following, only the parameters of the deconvolution contours related to hydroxyl groups were analyzed. It was assumed that each Gaussian deconvolution contour can be associated with a certain type of H-bond (hydrogen bond).The shift in the frequencies of the deconvolution components, i.e. the maxima of the Gaussian contours relative to the natural frequency of the hydroxyl group, not covered by the H-bond for this reason, was determined. Literature data on the correlation of H-bond energy with frequency shift were used to determine the H-bond energy. The relative density of H-bonds was estimated from the ratio of Gaussian deconvolution contour areas. The energies and densities were found to be different for all bond types. It was found that the densities of the strongest intermolecular hydrogen bonds, energies and bond lengths of the same order of magnitude of natural birch bark and technical bleached cellulose, when deconvolving the spectrum in the OH region without error are indicative and useful for comparative analysis with different species of hardwood and softwood cellulose, instead of the previously adopted high-tech bleached and unbleached condensed paper.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>Фурье ИК-спектроскопия</kwd><kwd>водородные связи</kwd><kwd>прочность</kwd><kwd>целлюлоза</kwd><kwd>береста</kwd><kwd>эвкалипт</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>Fourier infrared spectroscopy</kwd><kwd>hydrogen bonds</kwd><kwd>strength</kwd><kwd>cellulose</kwd><kwd>birch bark</kwd><kwd>eucalyptus</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иванова Е.И., Смолин А.С., Звонарева Т.К., Иванов-Омский В.И. Исследование системы водородных связей в бумаге // Химия Растительного сырья. 2015. DOI: 10.14258/jcprm/20151386</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fengel D. c haracterization of cellulose using deconvolution of the region of stretching vibrations of OH groups in Fourier transform IR spectra. Holzforschung, 1992, vol. 46, pp. 283–288.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иванова Е.И., Иванов-Омский В.И., Давыдова И.А., Гриненко Е.В., Леонтьев Л.Л., Селиховкин А.В. Изменение структуры водородных связей в древесине вяза в связи с повреждением струйчатым заболонником // Scolytusmultistriatus (Marsham Coleoptera: Cureulionidae, Scolionidae, Scolytinae // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 222. С. 23–35.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ivanova E.I., Gerasyuta S.M., Ivanov-Omsky V.I. Comparison of hydrogen bond systems in wood and paper. Forest Journal, 2016, iss. I, pp. 147–154. DOI: 10.17238/issn0536-1036.1.S.147-154. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иванова Е.И., Герасюта. С.М., Иванов-Омский В.И. Сравнение систем водородных связей в древесине и бумаге // Лесной журнал. 2016. Вып. I. C. 147–154. DOI: 10.17238/issn 0536-1036,1.С.147-154.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ivanova E.I., Ivanov-Omsky V.I., Davydova I.A., Grinenko E.V., Leontyev L.L., Selikhovkin A.V. Change in the structure of hydrogen bonds in elm wood due to damage by the jetted scrubber Scolytusmultistriatus (MarshamColeoptera: Cureulionidae, Scolionidae, Scolytinae. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2018, iss. 222, pp. 23–35. (In Russ)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иванов-Омский В.И. ИК-спектроскопия водородных связей D-глюкозе // Письма в ЖТФ. 2014. Т. 40(18). С. 29–34.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ivanova E.I., Smolin A.S., Zvonareva T.K., Ivanov-Omsky V.I. Research of the hydrogen bonds system in paper. Chemistry of Plant Raw Materials, 2015. DOI: 10.14258/jcprm/20151386. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лянг С.И., Марчсэлт Р.Х. ИК-спектры кристаллических полисахаридов. 1. Водородные связи в природной целлюлозе // J. Polim. Sci. 1959. T. 37. C. 385–395.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ivanov-Omskiy V.I. IK-shektroskpiya vodorodnykh svyazey v D-glyukoze [IR Spectroscopy Bonds in D-Glucose]. Pis’ma v Zhurnal Tekhniiceskoy Fiziki [Technical Physics Letters], 2014, vol. 40(18), pp. 29–34. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фенгель Д. Характеризация целлюлозы с помощью деконволюции области валентных колебаний ОН-групп в Фурье ИК-спектрах // Holzforschung. 1992. T. 46. C. 283–288,</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lyang S.I. Marcheselt R.H. IR spectra of crystalline polysaccharides. 1. Hydrogen bonding in natural cellulose. J. Polim.Sci., 1959, vol. 37, pp. 385–395.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шабиев Р.О., Смолин А.С.. Иванов-Омский В.И., Звонарева Т.К., Трапезникова И.Н. Ручной метод для исследования системы водородной связи бумаги, подходящей для контроля подготовки бумаги // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 230. С. 100–113. DOI: 10.212 66/2079-4304.2020.230.100-113</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shabiev R.O., Smolin A.S., Ivanov-Omsrii V.I., Zvonareva T.K., Trapeznikova I.N. Anewhands-on method to investigate the system of hydrogen bonds in paper. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2020, iss. 230, pp. 100–113. DOI: 10.212 66/2079-4304.2020.230.100-113. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
