Диссертация (1145499), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Представлены результатыэкспериментовполазерно-индуцированному9осаждениюврежимефототермическогоифотохимичекоговоздействиясиспользованиемразличных источников лазерного излучения, а также исследованию ролиповерхностивпроцессахформированияновойфазыприлазерно-индуцированном осаждении из растворов гетерометаллических кластерныхсоединений.Четвертая глава посвящена исследованию физико-химических свойствтвердофазных веществ, полученных в результате воздействия лазерногоизлучениянарастворыгетерометаллическихсупрамолекулярныхкомплексов.
Рассматриваются и анализируются результаты исследований,выполненных с использованием различных взаимодополняющих методик.Приводится описание физико-химических свойств твердофазных веществразличной морфологии.В пятой главе представлен анализ механизмов трансформациигетерометаллических супрамолекулярных комплексов под воздействиемлазерногоизлучениягибридныхипоследующегонаноматериаловповерхности,лазерноговформированияразличныхвоздействия).твердофазныхусловиях(особенностиПредставленырезультатыдополнительных экспериментов по лазерно-индуцированному осаждению израстворов гетерометаллических супрамолекулярных комплексов с цельювыявления ключевых параметров, оказывающих влияние на процессыформирования твердофазных гибридных наноматериалов.Шестая глава посвящена исследованию функциональных свойств иустановлениювзаимосвязи«состав-структура-свойство»твердофазныхвеществ, полученных в результате воздействия лазерного излучения нарастворы гетерометаллических комплексов.Достоверностьиобоснованностьрезультатовопределяетсяпредставленныхиспользованиемвдиссертацииразнообразных,взаимодополняющих методик исследования, использованием современной10экспериментальной базы, а также комплексным анализом полученныхрезультатов.Научная новизна работы может быть сформулирована следующимобразом:1.Установлены стадии процесса лазерно-индуцированного осажденияметаллов из растворов электролитов на поверхность подложек;2.Продемонстрирована возможность соосаждения металлов различнойактивности методом лазерно-индуцированного осаждения металлов израстворов электролитов;3.Впервые исследованы процессы разложения гетерометаллическихсупрамолекулярных комплексов при воздействии лазерного излучения.Продемонстрированавозможностьреализациифотохимическогоифототермического процессов;4.Впервыеустановленавозможностьполучениягибридныхметалл/углеродных наноматериалов в результате лазерного воздействия нарастворы гетерометаллических супрамолекулярных комплексов;5.Экспериментальноиндуцированногосупрамолекулярныхопределеныосаждениякомплексов,изусловиярастворовоказывающиепроцессалазерно-гетерометаллическихвлияниенасвойствасинтезируемых гибридных металл/углеродных наноструктур (химическийсостав, размер, структура, морфология); предложены механизмы образованиягибридных металл/углеродных аморфных и кристаллических наноструктур;6.Предложен принципиально новый подход для решения задачиполучения гибридных металл/углеродных наноструктур с заданнымипараметрамииразработаныфизико-химическиеосновыметоданаправленного синтеза гибридных металл/углеродных наноструктур;7.Предложены механизмы формирования гибридных металл/углеродныхаморфных и кристаллических наноструктур в результате воздействиялазерного излучения на растворы гетерометаллических супрамолекулярныхкомплексов.118.Полученновыйматериал,представляющийсобойгибридныеметалл/углеродные нанопластины – кристаллический графеноподобныйгидрогенизированный углерод, интеркалированный биметаллическими AuAg нанокластерами.Научные положения, выносимые на защиту.1.
Осаждение меди из растворов электролитов является двухстадийнымпроцессом. На первой стадии происходит лазерно-индуцированныйнагрев раствора электролита до относительно небольшой температуры(~50С), при которой формируются зародыши металлической фазы наповерхности подложки. На второй стадии гетерогенная системанагревается до сотен градусов Цельсия за счет эффективногопоглощения лазерного излучения подложкой с зародышами металла,сформированными на подложке. На этой стадии наблюдается ростзародышейиокончательноеформированиесплошногослояметаллического покрытия в зоне лазерного воздействия.2. Воздействиелазерногоизлучениянагетерогенныесистемыподложка/растворы комплексов семейства полиядерных фосфиналкинильных гетерометаллических кластерных соединений приводит кформированию гибридных металл/углеродных наноматериалов наповерхности подложки.
Наноматериалы могут быть получены наповерхности аморфных и кристаллических подложек 2D и 3Dтопологии.Химическийморфологиягибридныхсостав,размер,количество,металл/углеродныхструктура,наноматериаловопределяются параметрами осаждения (длина волны и мощностьлазерного излучения, длительность лазерного воздействия, составраствора(гетерометаллическийсупрамолекулярныйкомплексирастворитель), свойства подложки (аморфная/кристаллическая)).3. Синтез гибридных наноматериалов под воздействием лазерногоизлучения на гетерогенную систему подложка/раствор комплекса12семейства полиядерных фосфин-алкинильных гетерометаллическихкластерных соединений может быть реализован по фотохимическомулибо фототермическому механизму. Фотохимический процесс имеетместо при использовании лазерного излучения низкой мощности и сдлинойволны,соответствующейполосампоглощениягетерометаллических комплексов; для инициации фототермическогопроцесса может быть использовано лазерное излучение с любойдлинойволныввидимомиИКдиапазонахимощностью,превышающей пороговое значение.4.
Формирование гибридных наноматериалов, состоящих из углерода,золотаисеребрапроисходитнагетерогеннуювоздействиягетерометаллическоговрезультатесистемуфотохимическогоподложка/растворысупрамолекулярногокомплекса[Au10Ag12(C2Ph)20Au3(PPh2(C6H4)3PPh2)3][PF6]5.Соотношениекомпонентов в полученных гибридных наноматериалах составляет90/5/5 ат%, что соответствует соотношению компонентов (C/Au/Ag) висходном гетерометаллическом супрамолекулярном комплексе.5. Первой стадией процесса фотохимического синтеза гибридныхнаноматериаловизрастворовгетерометаллическогосупрамолекулярногокомплекса[Au10Ag12(C2Ph)20Au3(PPh2(C6H4)3PPh2)3][PF6]5подлазерного излучения с длиной волны 325 нмметаллофильныхсвязеймеждувоздействиемявляется разрывцентральнымкластером[Au10Ag12(C2Ph)20]2+ и внешним «пояском» [Au3(PPh2(C6H4)3PPh2)3]3+,вследствиечегопроисходитдиссоциацияисходногогетерометаллического комплекса на два независимых компонента.Фрагмент[Au3(PPh2(C6H4)3PPh2)3]3+неучаствуетвпроцессеформирования гибридных наноструктур и остается в растворе.
Навторой стадии процесса фотохимического синтеза центральный13кластерявляетсяпрекурсоромдляформированиягибридныхметалл/углеродных наноструктур.6. Образование гибридных нанопластин, которые представляют собойновуюформууглерода–кристаллическийграфеноподобныйгидрогенизированный углерод в состоянии sp2-гибридизации – синтеркалированнымибиметаллическимиAu-Agнанокластерами,происходит в результате воздействия лазерного излучения с длинойволны325нмподложка/растворнагетерогенныесистемыгетерометаллическогокристаллическаясупрамолекуларногокомплекса [Au10Ag12(C2Ph)20Au3(PPh2(C6H4)3PPh2)3][PF6]5 в ацетофенонелибо дихлорэтане.
Соотношение элементов С/Au/Ag формируемыхгибридных кристаллических нанопластин составляет 90/5/5ат%.7. Использование гибридных Au-Ag/C наночастицидентификациинизкоконцентрированныхдля определения иорганическихибиологических примесей в растворах (раствор родамина 6Ж в ацетоне(10-8 М), раствор антрацена в этаноле (10-6 М), раствор антрацена винтралипиде (10-6 М), водного раствора крови (2 г/л)).
Детектированиепримесейосуществляетсязакомбинационногорассеяниянанесенныхповерхностьнасветасчетэффектадляисследуемыхгибридныхгигантскогорастворов,наночастицAu-Ag/C.Коэффициент усиления для эффекта гигантского комбинационногорассеяния света составляет 105.Практическаярезультатовзначимость.разработанНановыйосновеполученныхподходдлявполучениядиссертациигибридныхметалл/углеродных наноматериалов с управляемыми характеристиками(состав,структура,морфология)ифункциональнымисвойствами,позволяющий синтезировать гибридные металл/углеродные наноструктурына поверхности оптически прозрачных и непрозрачных элементов какпланарной, так и 3D топологии.
Практически могут быть использованы:141.Подложкиснанесеннымигибриднымиметалл/углеродныминаночастицами, демонстрирующие эффект гигантского комбинационногорассеяния (ГКР),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;3.Гибридныеметалл/углеродныеграфеноподобногонанопластиныгидрогенизированногоинтеркалированногобиметаллическими(кристаллическогоуглеродаsp2-гибридизации,Au-Agнанокластерами),обладающие двулучепреломлением, для элементов нанофотоники и контроляпараметров оптического излучения;4.Нитевидныенанокристаллыснанесеннымигибриднымиметалл/углеродными наночастицами в качестве солнечных элементов сулучшенными характеристиками;5.Мембраныанодированногооксидаалюминияснанесеннымигибридными металл/углеродными наночастицами, которые потенциальномогут быть использованы в качестве топливных элементов имплантируемыхустройств, работающих на компонентах крови;6.Люминесцентные нанокристаллические наночастицы с нанесенныминаповерхностьгибриднымиметалл/углеродныминаночастицами,демонстрирующими плазмонно-усиленную люминесценцию, для созданиябиологических меток.Личныйвкладавтора.Вдиссертациипредставленырезультатыисследований химических процессов, развивающихся при воздействиилазерного излучения на жидкие среды, границы раздела жидкость/твердоетело, а также результаты исследования полученных веществ, выполненныеавтором лично, либо в соавторстве, в том числе под его непосредственным15руководством.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
