Автореферат (1145498), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Фрагмент[Au3(PPh2(C6H4)3PPh2)3]3+ не участвует в процессе формирования гибридныхнаноструктур и остается в растворе. На второй стадии процессафотохимического синтеза центральный кластер [Au10Ag12(C2Ph)20]2+ являетсяпрекурсором для формирования гибридных металл/углеродных наноструктур.6.Образование гибридных нанопластин, которые представляют собой новуюформу углерода – кристаллический графеноподобный гидрогенизированныйуглерод всостоянииsp2-гибридизации–синтеркалированнымибиметаллическими Au-Ag нанокластерами, происходит в результате воздействиялазерного излучения с длиной волны 325 нм на гетерогенные системыкристаллическая подложка/раствор гетерометаллического супрамолекуларногокомплекса [Au10Ag12(C2Ph)20Au3(PPh2(C6H4)3PPh2)3][PF6]5 в ацетофеноне либодихлорэтане. Соотношение элементов С/Au/Ag формируемых гибридныхкристаллических нанопластин составляет 90/5/5ат%.7.Использование гибридных Au-Ag/C наночастиц для определения иидентификации низкоконцентрированных органических и биологическихпримесей в растворах (раствор родамина 6Ж в ацетоне (10-8 М), растворантрацена в этаноле (10-6 М), раствор антрацена в интралипиде (10-6 М), водногораствора крови (2 г/л)).
Детектирование примесей осуществляется за счетэффекта гигантского комбинационного рассеяния света для исследуемыхрастворов, нанесенных на поверхность гибридных наночастиц Au-Ag/C.Коэффициент усиления для эффекта гигантского комбинационного рассеяниясвета составляет 105.Практическая значимость. На основе полученных в диссертации результатовразработан новый подход для получения гибридных металл/углеродныхнаноматериалов с управляемыми характеристиками(состав, структура,морфология) и функциональными свойствами. Предлагаемый подход позволяетсинтезировать гибридные металл/углеродные наноструктуры на поверхностиоптически прозрачных и непрозрачных элементов как планарной, так и 3Dтопологии.
Практически могут быть использованы:1.Подложкиснанесеннымигибриднымиметалл/углеродныминаночастицами, демонстрирующие эффект гигантского комбинационногорассеяния,для детектирования, сорбирования и идентификациинизкоконцентрированныхпримесейприрешениизадачэкологии,криминалистики, биологии, медицины и т.п.;2.Микрочипы на основе гибридных металл/углеродных наночастиц дляэкспресс-анализа большого количества проб, позволяющие исследоватьмикро/нано объемы растворов малой концентрации различных веществ;63.Гибридныеметалл/углеродныенанопластины(кристаллическогографеноподобногогидрогенизированногоуглеродаsp2-гибридизации,интеркалированного биметаллическими Au-Ag нанокластерами), обладающиедвулучепреломлением, для элементов нанофотоники и контроля параметровоптического излучения;4.Нитевидныенанокристаллыснанесеннымигибриднымиметалл/углеродными наночастицами в качестве солнечных элементов сулучшенными характеристиками;5.Мембраны анодированного оксида алюминия с нанесенными гибриднымиметалл/углеродными наночастицами, которые потенциально могут бытьиспользованы в качестве топливных элементов имплантируемых устройств,работающих на компонентах крови;6.Люминесцентные нанокристаллические наночастицы с нанесенными наповерхностьгибриднымиметалл/углеродныминаночастицами,демонстрирующими плазмонно-усиленную люминесценцию, для созданиябиологических меток.Личный вклад автора.
В диссертации представлены результаты исследованийхимических процессов, развивающихся при воздействии лазерного излучения нажидкие среды, границы раздела жидкость/твердое тело, а также результатыисследования полученных веществ, выполненные автором лично, либо под егонепосредственным руководством в соавторстве. Личный вклад авторазаключается в выборе объектов исследований, в постановке задач, разработкеплана исследований, проведении экспериментов, обработке и анализеполученных результатов. Вклад автора в постановку задач исследований ианализ результатов, выполненных в соавторстве, является определяющим.
Частьрезультатов получена в рамках выполнения кандидатской работы ПоволоцкойА.В, научным руководителем которой являлся автор. Автор являетсяруководителем научной группы, в состав которой входят коллеги, а такжестуденты кафедры Лазерной химии и лазерного материаловедения СПбГУ; вдиссертации представлены результаты, относящиеся к проблеме синтезатвердофазных веществ под воздействием лазерного излучения, данныерезультаты получены в научной группе автора под его прямым руководством инепосредственном участии.Работа выполнена при финансовой поддержке Федерального агентства понауке и инновациям в рамках государственного контракта № 02.513.12.3088 потеме: «Разработка метода получения наноструктурированных металлическихэлементов на поверхности диэлектриков с использованием лазерного осажденияметалла из жидкой фазы для создания элементов устройств современнойфотоники и микроэлектроники с участием научных организаций Финляндии» врамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки поприоритетным направлениям развития научно-технологического комплексаРоссии на 2007-2013 годы», а также Министерства образования и наукиРоссийской Федерации в рамках соглашения № 14.604.21.0078 «Разработка7метода синтеза наноразмерных ассоциированных гибридов для созданиялюминесцентных маркеров медико-биологического применения» в рамкахфедеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетнымнаправлениям развития научно-технологического комплекса России на 20142020 годы»Исследования выполнены в сотрудничестве с группой химии кластерныхсоединений кафедры неорганической химии СПбГУ (профессор С.П.
Туник,доцент Е.В. Грачева); научной группой профессора М.Д. Михайлова АО«Научно-исследовательский и технологический институт оптическогоматериаловедения Всероссийского научного центра «Государственныйоптический институт им. С.И. Вавилова», департаментом химии университетаВосточной Финляндии (проф. И.О. Кошевой); диагностика полученныхгибридных наноматериалов проводилась с использованием современногооборудования исследовательского класса в сотрудничестве с институтом МаксаПланка науки о свете (департаментом проф. Герда Лёйкса, а также научнойгруппой проф. Силке Криштиансон); департаментом неорганической ианалитической химии университета Эрланген-Нюрнберг (в сотрудничестве снаучной группой проф. Жульена Бахмана); Центром наноанализа и электронноймикроскопии Департамента материаловедения университета ЭрлангенНюрнберг (др.
Эрдман Шпикер); Фриц Габер институтом сообщества МаксаПланка (департамент неорганической химии, группа электронной микроскопии,др. Марк Виллингер); российско-германской лаборатории (РГЛ) на синхротронеBESSY-II в Берлинском центре энергий и материалов им. Гельмгольца (др. Д.В.Вялых, др. А.А. Макарова). Исследования проводились также с использованиемоборудования Научного парка СПбГУ, в частности ресурсных центров:Оптическиеилазерныеметодыисследованиявещества,Рентгенодифракционныеметодыисследования,Междисциплинарныйресурсный центр по направлению «Нанотехнологии», Физические методыисследования поверхности, Методы анализа состава вещества.Апробация работы и публикацииПо теме диссертации опубликовано 38 работ (26 в отечественных и зарубежныхжурналах, 5 в трудах конференций, 2 монографии, 5 патентов) и более 40тезисов докладов.Основные результаты исследований представлялись и обсуждались наследующих международных научных симпозиумах и конференциях:ISUILS International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science, (Палермо 2004,Тиррена 2007); WFOPC2005 4th IEEE/LEOS Workshop on fibers and optical passivecomponents Mondello (Палермо, 2005); StructChem2006 Structural Chemistry ofPartially Ordered Systems, Nanoparticles and Nanocomposites (Санкт-Петербург,2006); Laser physics (Аштарак 2006); ICONO/LAT International Conference onCoherent and Nonlinear Optics/ Lasers, Applications & Technologies (Минск, 2007,Казань 2010, Москва 2013); Joint Taiwan-Russian Symposium Nonlinear optics andphotonics (Москва, 2008), Russian-French laser symposium for young scientists8(приглашенная лекция) (Лезуш, 2008), International Conference "Laser Optics"(Санкт-Петербург, 2008, 2010, 2014), Russian-French-German laser symposium(Нижний Новгород, 2009), CLEO/Europe - EQEC 2009 - European Conference onLasers and Electro-Optics and the European Quantum Electronics Conference(Мюнхен, 2009), ФПО – Фундаментальные проблемы оптики (Санкт-Петербург,2010), ICUMT - International Congress on Ultra-Modern Telecommunications andControl Systems and Workshops (Москва, 2010), 2nd Chinese-Russian SummerSchool on “Laser Physics, Fundamental and Applied Photonics (приглашеннаялекция) (Тяньцзинь, 2012), RCLPS-2012 Russian-Chinese Laser Physics Symposium(Москва, 2012), MPLP-2014 Modern problems of laser physics (Новосибирск,2014), 4-ая Международная конференция «Современные нанотехнологии инанофотоника для науки и производства» (Владимир, 2014), NSTI-Nanotech 2014- Nanotechnology Conference and Expo, (Вашингтон, 2014), International Workshop"Nonlinear Photonics: Theory, Materials, Applications (Санкт-Петербург, 2011,2015), Japanese-Russian symposium on photon science (Tokyo, 2015, СанктПетербург, 2016), Berlin – St.
Petersburg Workshop on Structure and Dynamics ofNanoscopic Matter (Freie Universität Berlin, December 10-11, 2015), Quantumphysics and informatics (30 November – 4 December, 2015, Rinberg/ Kreuth/Germany), State-of-the-art Trends of Scientific Research of Artificial and NaturalNanoobjects (STRANN 2016, Санкт-Петербург, 26-29 апреля 2016), GrapheneWeek 2016 (Варшава, 13-17 июня 2016) и др.Достоверность и обоснованность представленных в диссертациирезультатов определяется использованием разнообразных, взаимодополняющихметодик исследования, использованием современной экспериментальной базы, атакже комплексным анализом полученных результатов.Краткое содержание диссертацииВо введении сформулированы актуальные проблемы, связанные с синтезомсложных по составу и морфологии многофазных наноматериалов.
В качествеперспективных способов решения существующих проблем предложеныподходы, основанные на воздействии лазерного излучения на химическиесистемы. Обоснован выбор направления исследований, сформулированыосновные цели и задачи исследования, описаны научная новизна и практическаязначимость работы, представлены защищаемые положения.В первой главе представлен обзор литературы, проведен анализхимических процессов, инициируемых под воздействием лазерного излучения, испособов получения веществ, в том числе наноструктурированных, сиспользованием различных режимов лазерного воздействия. Описаны лазерноиндуцированные химические процессы, позволяющие получать наноструктуры инаноматериалы, основной акцент сделан на описании многообразия составов,структуры и морфологии нанообъектов.
Представлены способы получениятвердофазных материалов, структурированных на наноуровне с помощьюлазерной абляции в вакууме, газовой фазе и жидкости, также описаны прямойлазерный синтез металлических наночастиц из растворов солей металлов и9лазерно-индуцированное осаждение металлов на поверхности подложек. Наоснове представленного рассмотрения проанализированы особенностихимических процессов, развивающихся при воздействии лазерного излучения нагомогенные (газ, жидкость, твердое тело) и гетерогенные системы (границыраздела газ/жидкость, газ/твердое тело, жидкость/твердое тело). С общихпозиций описана специфика гомогенных и гетерогенных химических реакций вусловиях воздействия лазерного излучения.Во второй главе рассмотрены лазерно-индуцированные процессы,приводящие к получению твердофазных веществ (металлов) для случаягетерогенной системы (подложка/раствор электролита) и гомогенной системы(раствор электролита) в режиме термоиндуцированного воздействия.Представлены результаты экспериментов по осаждению меди на поверхностьподложек из растворов электролитов различного состава, по соосаждениюметаллов,различнойактивности(Cu-Ni,Cu-Cr),атакжепотермоиндуцированному синтезу наночастиц серебра в результате воздействиясфокусированного высокоинтенсивного лазерного излучения на растворы солейсеребра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
