Результаты 2018 года
Включение кластеров и полиоксометаллатов в циклодекстрины – новые возможности применения в биологии и медицине
Показано, что структурно близкие соединения – металлокластерные комплексы [Re6Q8(CN)6]4– (Q = S, Se, Te) и полиоксометаллаты [M6O19]2–, способны образовать прочные комплексы с γ-циклодекстрином. В случае кластерных комплексов такое включение значительно улучшает фотофизические характеристики соединений и модифицирует их окислительно-восстановительные свойства, что в комбинации с высокой биосовместимостью циклодекстрина, а также высокими рентгеноконтрастными свойствами соединений рения, перспективно для биомедицинских применений. В случае включения в циклодекстрин полиоксометаллатов происходит стабилизация фотокаталитически активного [M6O19]2– в растворе, что открывает перспективу применения данных соединений не только в биологии и медицине, но и в других областях.
Материалы с отрицательным тепловым расширением
Разработан метод синтеза твердых растворов ZrMoxW2−xO8; для кубической модификации растворов исследованы термические свойства. Показано, что твердые растворы в упорядоченной форме имеют более высокий по модулю коэффициент теплового расширения по сравнению с «чистыми» компонентами ZrMo2O8 и ZrW2O8, однако существуют в очень ограниченном и относительно низкотемпературном диапазоне, что сужает их возможные применения. Материалы, обладающие отрицательным тепловым расширением (сжимающиеся при нагревании), перспективны для создания совместимых по тепловому расширению элементов конструкций в оптико-механической, космической, электронной и нефтегазовой отраслях.
Материалы для гибридных солнечных батарей на основе бромидных комплексов Sb(V)
Впервые показано, что бромидные комплексы сурьмы(V) могут выступать в качестве компонентов солнечных батарей. С использованием одного из соединений данного класса – (N-EtPy)[SbBr6] – создано модельное устройство с внешней квантовой эффективностью около 80% и КПД около 4%.
Беспрецедентное переключение цвета люминесценции
На примере комплекса цинка(II) показано беспрецедентное переключение цвета люминесценции, связанное с термически активированной замедленной флуоресценцией (TADF), с внутримолекулярным переносом протона в возбужденном состоянии (ESIPT), с нарушением правила Каши-Вавилова (anti-Kasha). Результаты перспективны для создания новых типов люминесцирующих материалов и сенсоров, эмиссия которых чувствительна к изменению внешних условий.
Влияние размера частиц MoS2 на многослойном графене на электрохимические свойства анодного материала в литий-ионных аккумуляторах
Исследование материалов, полученных отжигом в вакууме аморфного MoS3, осажденного на поверхности многослойных графеновых частиц, выявило формирование слоев MoS2 и увеличение их размера с ростом температуры от 500 до 1000 °C. Испытания материалов в литий-ионных полуячейках показали постепенную деградацию материалов MoS2/графен, полученных при 500 и 800°C, и стабильную работу материала, синтезированного при 1000°C, даже при высоких плотностях тока. Исследование кривых заряда-разряда и данных квантово-химических расчетов показало, что уменьшение размеров нанокристаллов MoS2 в плоскости графена приводит к их более быстрому разрушению в литий-ионных полуячейках из-за взаимодействия лития с краевыми атомами серы.
Ориентированный низкотемпературный рост и свойства наноcлоев h-BN
В работе впервые сообщается о синтезе вертикально ориентированных слоев (наностенок) гексагонального нитрида бора при низких температурах (400°C). Обнаружено, что температура осаждения является ключевым параметром, контролирующим морфологию образующихся наностенок h-BN. Несмотря на низкие температуры синтеза, полученные наноструктуры продемонстрировали высокую термическую стабильность, сохраняя исходную морфологию при отжиге в инертной атмосфере вплоть до 1100°C. Наличие в атмосфере отжига молекул кислорода приводит к частичному окислению наностенок h-BN и усилению катодолюминесценции в синей области спектра. Впервые показан значительный антибактериальный эффект наностенок против грамотрицательных бактерий. Полученные результаты открывают перспективы для дальнейшего исследования подобных материалов и широкого круга применений: от электроники до биомедицины.
Особенности образования гидратов в угле
Предложена феноменологическая модель, объясняющая особенности образования гидратов в угле. Двухстадийный процесс: частичное замещение сорбированной углем воды из пор в макропоры и на поверхность угля вследствие конкурентной сорбции углем углекислого газа образование гидрата из капель воды, образовавшихся на первой стадии.
Твердые растворы замещения: кластеризация атомов рения
Синтезированы твердые растворы дисульфидов молибдена с частичным замещением атомов молибдена рением состава Mo1-xRexS2 (x = 0.05, 0.10, 0.15 и 0.20). Растворы охарактеризованы методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, просвечивающей микроскопией высокого разрешения, а также методом теории функционала плотности (DFT). Показано, что даже при низкой концентрации атомов Re происходит их кластеризация. Увеличение количества атомов рения в металлической подрешетке приводит к увеличению числа кластерных фрагментов и образованию ромбических кластеров. Отсутствие магнитных свойств у полученных твердых растворов позволяет предположить механизм распределения рения внутри дисульфида молибдена за счет первоначального образования дисульфида рения и последующего его распространения.
Молекула DABCO в металл-органических каркасах – обзор новейших исследований
Обзор посвящен новейшим теоретическим и экспериментальным исследованиям структуры и свойств молекулы C6H12N2 (DABCO), выступающей в роли линкера в металл-органических каркасах M2(C8H4O4)2·C6H12N2, где M = Co, Ni, Cu, Zn. Обсуждаются фазовые переходы в данных системах, квантовое туннелирование между двумя хиральными формами молекулы DABCO, а также открывающиеся возможности для изучения и управления количественным соотношением хиральных изомеров.
Результаты ИНХ СО РАН – на обложках 7 журналов!
