Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0216U001285, 0112U008338 , Науково-дослідна робота Назва роботи Фізико-хімічні процеси у рідкофазних сереловищах різних типів, що містят нанорозмірні частинки та супмолекулярні ансамблі Назва етапу роботи Керівник роботи Мчедлов-Петросян Микола Отарович, Дата реєстрації 03-02-2016 Організація виконавець Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна Опис етапу Об'єктами дослідження є фізико-хімічні процеси у рідких середовищах, що містять супрамолекулярні ансамблі на основі різноманітних каліксаренів, дендримерів, циклодекстринів, амфіфільних реагентів типу колоїдних ПАР (включаючи прямі та обернені мікроемульсії), гетеронаночастинки (частинки кремнезему, покриті шарами катіонних ПАР, сферичні полімерні поліелектролітні щітки), а також фуллерени у вигляді як молекул, так і агрегатів. Мета роботи - виявити основні закономірності впливу супрамолекулярних систем та нанорозмірних частинок на протолітичні та супроводжуючи їх рівноваги реагентів різного типу у рідкофазних середовищах. Вирішити питання стосовно можливості існування термодинамічно рівноважних розчинів фуллеренів. Розвинути нові підходи до використання кінетики хімічних реакцій та випромінювання світла для тестування та класифікації організованих середовищ. Розробити засоби управління рівновагою та кінетикою в цих організованих системах, що дозволить цілеспрямовано одержувати нові композиції, у тому числі сенсори та сорбенти, та оптимізувати умови їх функціонування. Методи дослідження - спектрофотометрія, спектрофлуорометрія, потенціометрія, динамічне розсіювання світла, просвітлююча електронна мікроскопія, кінетичні методи. Схему таутомерних перетворень флуоресцеїну було застосовано до чотирьохосновних ізомерів амінофлуоресцеїну; зафіксована поява додаткових таутомерів, зумовлена наявністю аміногрупи на фталевому фрагменті. Вплив агрегатів каліксаренів з різною довжиною алкільних груп на інтенсивність флуоресценції та швидкість реакцій барвників з гідроксид-іоном дає підґрунтя для формування комплексу індикативних процесів, що дозволяють виявити відмінності агрегатів і міцел ПАР, у той час як зсув кислотно-основних рівноваг, разом зі зміною спектрів поглинання, виявляють схожість цих систем.Вивчено кінетику процесів нуклеофільного приєднання в організованих розчинах на основі ПАР та супрамолекулярних систем. Визначені константи швидкості реакції трифенілметанових барвників з гідроксид іоном у міцелярних розчинах ПАР різного типу спектрофотометричним методом. Виявлено основні закономірності впливу ПАР різного типу на швидкість даної реакції. За рахунок гідрофобних ефектів та електростатичних взаємодій катіонні трифенілметанові барвники кристалічний фіолетовий, малахітовий зелений та бриліантовий зелений зв'язуються з міцелами ПАР усіх типів. У випадку катіонних ПАР ефект концентрування іонів ОН- у шарі Штерна міцел приводить до додаткового прискорення реакції у порівнянні з неіонними ПАР. У розчинах аніонних ПАР відбувається асоціація катіонів барвників з поверхнево-активними аніонами, що приводить до різкого зниження константи швидкості реакції навіть у передміцелярній області. Аніонні барвники бромфеноловий синій, фуксин кислий та фенолфталеїн зв'язуються з міцелами ПАР всіх типів, окрім аніонних. Це приводить до зниження швидкості реакції у міцелярних середовищах, що містять неіонні, катіонні та цвіттеріонні ПАР. Для фуксину кислого та бромфенолового синього у розчинах цетилтриметиламоній броміду спостерігається помітне зниження константи швидкості реакції навіть у передміцелярній області, яке, ймовірно, викликане утворенням іонних асоціатів аніонів барвників з поверхнево-активними катіонами. Іонні рівноваги флуоресцеїну, еозину та еритрозину вивчені у водних розчинах модифікованих циклодекстринів. Значення співставлені з такими у воді, у розчинах незаміщеного бета-циклодекстрину та у різних організованих розчинах. Зроблено висновок щодо характеру зв'язування молекулярної та іонних форм флуоресцеїну порожниною різних циклодекстринів. Таутомерна рівновага нейтральної форми барвника у порівнянні з водними розчинами практично повністю зміщена у бік безбарвного лактону, стабілізованого в комплексі з порожнинами молекул-рецепторів. Здійснено синтез гібридного мезопоруватого кремнезему з різними ГЛБ. Метод електрохімічної самоагрегації використано для одержання тонких мезопоруватих плівок кремнезему з функціоналізованими алкільними групами (C8-; C16-). Показана можливість занурення у тонкі плівки кремнезему н-алкілтриметилсилану без втрати впорядкованості гексагональної мезоструктури та вертикально орієнтованими до субстрату каналами. Це призводить до посилення гідрофобності мезопор органокремнзему. Розглянуто проблему оцінки pH у нанорозмірних краплях води у н-октані, стабілізованих Аерозолем ОТ, за допомогою серії молекулярних проб. Зондування кислотності водяних крапель обернених мікроемульсій на основі аніонної ПАР здійснено за допомогою кислотно-основних індикаторів. Проаналізовано причини розбіжності значень індикаторних відношень, виміряних у буферних розчинах та розчинах HCl. Досліджено формування, стабільність та коагуляцію органозолів фуллерену С60. За допомогою "прибиральника радикалів" іонолу та спектроскопії електроспрею доведено, що джерелом негативного заряду нанорозмірних агрегатів фуллерену є аніон-радикали , які з часом ймовірно перетворюються до аніонів або . Коагулція золів C60 у ацетонітрилі та його сумішах з бензолом електролітами, зокрема NaClO4 та іншими перхлоратами та нітратами підпорядковується правилу Шульце-Гарді. При відносно високих концентраціях Ca(ClO4)2 та La(ClO4)3 відбувається перезарядження колоїдних частинок, причому зета-потенціал змінюється від негативного, -(33-35) мВ у вихідному золі до +(20-42) мВ. Хлорна та трифлатна кислоти теж викликають перезарядження. Це явище слід інтерпретувати як наслідок слабкої сольватації неорганічних катіонів у катіоно- та протофобному розчиннику ацетонітрилі. Додавання криптанду [2.2.2] або краун-етеру відновлює негативний заряд частинок, оскільки іони металу зв'язуються у комплекс з макроциклами. Подальше додавання Ca(ClO4)2 знову викликає коагуляцію, демонструючи новий тип "зон коагуляції". Вивчено закономірності іонізації в організованих розчинах на основі аніонних ПАР та розроблено рекомендації щодо використання серії родамінових флуорофорів для моніторінгу поверхневих електричних потенціалів у колоїдно-хімічних та біофізичних дослідженнях. Розглянуто модель диференціюючої дії по відношенню до протолітичних рівноваг обернених мікроемульсіях на основі катіонних ПАР та порівняно цієї дії з такою у прямих мікроемульсіях. В результаті вивчення водних дисперсій нанодіамантів виявлено низку нових властивостей, а також закономірності коагуляції електролітами. Концентраційну залежність розмірів агрегатів гідрозолів інтерпретовано за допомогою концепції періодичних колоїдних структур. Розглянуто загальні закономірності поведінки гідрозолів фуллеренів. Показано, що сильна взаємодія C60 з водою, включаючи перенесення заряду, прогнозована нещодавно, може фактично призводити до посилення дисоціації води та створення негативного значення -потенціалу колоїдних частинок. Це узгоджується за експериментально доведеною адсорбцією іонів HO- та "локалізованим гідролізом". Розглянуто використання плівок та наночастинок модифікованої силіки гібридного типу для створення флуоресцентних міток шляхом нанесення шарів катіонних геміні-ПАР. Запропоновано нову модифікації рівняння Гіббса для адсорбції іонних ПАР на межі поділу вода-повітря. Одержані результати роботи є важливими для розвитку теорії фізико-хімічних процесів у нанорозмірних системах, на межі поділу фаз, у міцелярних розчинах ПАР та мікроемульсіях, а також для практики різноманітних нанооб'єктів, створення функціональних матеріалів і функціонування сенсорів. Результати досліджень впроваджено у навчальний процес. Вони можуть також бути рекомендовані як довідкові дані для застосування в фізичній хімії розчинів, колоїдній хімії, біології та біохімії, в фото- та аналітичній хімії. Опис продукції Розвинуто нові уявлення щодо фізико-хімічних процесів у нанорозмірних системах, на межі поділу фаз, у ліофільних міцелярних розчинах, мікроемульсіях та інших типах організованих розчинів, а також у ліофобних нанорозмірних дисперсіях фуллеренів та гідрозолях нанодіамантів. Автори роботи Водолазька Н. Гайденко Н. Гога С. Камнева Н. Лагута А. Мчедлов-Петросян М Пальваль І. Рощина К. Чейпиш Т. Шеховцов С. Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити