Результаты 2016 года

Фотоактивные наночастицы перспективные агенты для фотодинамической терапии

 

Методом основного гидролиза тетраэтилортосилана (ТЭОС) в присутствии люминесцентных шестиядерных кластерных комплексов молибдена получены фотоактивные наночастицы. При детальном изучении фотофизических свойств наночастиц успешно продемонстрирована их способность выступать в качестве фотосенсибилизаторов процессов генерации синглетного кислорода. На модельной культуре клеток рака гортани человека (Hep-2) показано, что полученные материалы обладают способностью быстро проникать в клетки, сочетающуюся с низкой темновой цитотоксичностью, а также высокой фототоксичностью, и, как следствие, могут выступать в качестве агентов для фотодинамической терапии, в том числе для лечения онкозаболеваний.

 

Свободные массивы ориентированных углеродных нанотрубок для Li-ионных аккумуляторов

Предложен способ обработки выращенных на кремнии многослойных углеродных нанотрубок (пары CCl4, 550⁰С), позволяющий отделить массив от подложки без нарушения ориентации нанотрубок. Размещение массивов между слоями никелевой пенки увеличивает электрическую связанность нанотрубок в электрохимической ячейке, обеспечивая увеличение ёмкости Li-ионного аккумулятора: после 50 циклов удельная емкость массива составляет 350 мАч/г при плотности тока 0.1 А/г, в то время как неупорядоченные нанотрубки имеют емкость 197 мАч/г. Большая емкость массива обусловлена большей площадью поверхности нанотрубок, доступной для электролита и ионов лития.

 

Рассчитана электронная структура первого Mg-замещённого полистибидного комплекса

 

Получен и структурно охарактеризован первый Mg-замещённый полистибатный комплекс. По данным квантово-химических расчетов, связи Sb-Sb обладают ковалентной природой, тогда как связи Mg-Sb имеют смешанный характер с доминирующим вкладом ионной составляющей.

 

Два метастабильных состояния Ru-ON в мононитрозильном комплексе рутения

На примере вещества, содержащего два кристаллографически независимых комплекса рутения цис-[RuNO(NH3)2(NO2)2OH] впервые показано, что заселенность метастабильного состояния Ru-ON зависит не только от строения комплекса, но и от его кристаллического окружения. Cпособность нитрозокомплексов к обратимому фотоиндуцированному переходу стабильного фрагмента (M-NO)3+ в долгоживущие метастабильные состояния предоставляет новые возможности для синтеза гибридных материалов, сочетающих фотоактивность с другими физическими свойствами, что позволит создавать «фотопереключаемые» материалы нового поколения.

 

Высокотемпературный термоэлектрик Yb14MnSb11 – повышение термической стабильности при замещении части Yb2+ на Ln3+ 

Обнаружен путь повышения термодинамической стабильности и кинетической лабильности  высокотемпературного термоэлектрика Yb14MnSb11 при замещении части Yb2+  редкоземельными  ионами  Ln3+, где Ln = La–Lu кроме церия и европия. Эффект повышения стабильности обусловлен гетеровалентным Yb2+→Ln3+ замещением, усиливающим  ионные связи как внутри тетраэдра [MnSb4]9-, самого  подвижного  решеточного  фрагмента структуры, так и между  тетраэдром и катионами при упорядоченном размещении ионов  Ln3+ в позициях Yb3+, лежащих  ближе всего к тетраэдру. Упорядоченное распределение Ln3+ допанта предопределяет появление конгруэнтно плавящегося состава внутри области гомогенности образцов Yb14-х LnxMnSb11 протяженностью до х=0.44±0.04. Полученные новые термохимические данные направлены на обеспечение долгосрочных космических использований этого материала в качестве локального термоэлектрического генератора.

 

Молекулярные комплексы, содержащие анионы SO32–, SO42–, CO2S2–, COS22–, ReO42–, PhCOO как продукты присоединения синтетического эквивалента O2– к ангидридам

Оксид самароцена [Cp*2Sm–O–SmCp*2] часто является побочным и нежелательным продуктом. Нами показано, что это соединение является мягким основанием и ценным синтетическим эквивалентом иона O2–. Реакции [Cp*2Sm–O–SmCp*2] с неорганическими и органическими ангидридами SO2, SO3, COS, CS2, Re2O7, (PhCO)2O приводят к продуктам внедрения иона O2–. При этом образуются анионы соответствующих кислот, выделенные в виде молекулярных комплексов самария.

 

Кристалл 116CdWO4 высокого оптического качества

Сцинтилляционные детекторы на основе кристалла вольфрамата кадмия, выращенного методом Чохральского в условиях низких градиентов температуры с использованием обогащенного 116Cd до 82% массой 34,5 г, испытанного в наземной криогенной лаборатории в течение ~ 250 часов при температуре 18 мК, показали высокую чувствительность, необходимую для регистрации процессов двойного бета-распада ядра 116Cd. Детектор 116CdWO4 обеспечивает энергетическое разрешение порядка ~2-7 кэВ FWHM для гамма-квантов с энергией 0.2-2.6 МэВ. Наблюдается практически полная дискриминация между β(γ ) и α событиями. Световой выход (31 кэВ/MэВ для γ-квантов) примерно в два раза выше, чем известно в литературе для болометров на основе CdWO4, благодаря высокому оптическому качеству кристалла и эффективному светосбору в модуле детектора. Радиоактивное загрязнение кристалла 116CdWO4 по 238U, 234U и 210Po оценивается на уровне ~0.3мБк/кг.

 

Пленки фталоцианинов металлов – перспективные сенсорные материалы

Пленки фталоцианинов металлов (AlFPc и AlClPc) и их гибридные материалы с нанотрубками (на основе тетразамещенного фталоцианина меди CuPcR4, R=-S(CH2)15CH3 и одностенных углеродных нанотрубок (SWCNT)) являются перспективными материалами для создания активных слоев оптических сенсоров для определения токсичных веществ в воздухе и в воде. Показано, что среди исследуемых аналитов наибольший сенсорный отклик наблюдается для пленок гибридного материала CuPcR4/SWCNT на пентахлорофенол. При этом предел обнаружения пентахлорофенола
в воде составляет 690 нг/л.

 

Фотокаталитическое и антибактерицидное свойства кластерного комплекса [{Mo6I8}(СH3COO)6]2 в полимерной матрице

Получен ряд фосфоресцентных кластерных комплексов молибдена и вольфрама [M6I8(RCOO)6]2- (R = CH3, С6H5, α-С10Н7, C2F5, C3F7, C6F5). Соединения охарактеризованы методами: РСА, элементного анализа, циклической вольтамперометрии, ИК, ЯМР (1H, 13C, 19F) и УФ-спектрофотометрии. Изучены фотофизические свойства новых соединений – все комплексы испускают долгоживущую  красную (молибден) и оранжевую (вольфрам) фосфоресценцию.  Комплексы с фторкарбоксилатами демонстрируют рекордные квантовые выходы (0.48−0.73). Впервые установлены линейные корреляции между константой диссоциации карбоновой кислоты и такими параметрами как потенциал волны окисления кластера и длина волны эмиссии. Это открывает возможности получения карбоксилатных кластерных комплексов с регулируемыми окислительно-восстановительными свойствами (в зависимости от константы диссоциации карбоновой кислоты) и связанными с ними спектроскопическими и фотофизическими свойствами. В настоящее время разрабатываются способы генерации и использования синглетного кислорода на основе этих комплексов с целью применения в медицине и органическом синтезе.

 

Фазовые равновесия в системе Cs2MoO4Na2MoO4ZnMoO4

Изучены фазовые равновесия в системе Cs2MoO4–Na2MoO4–ZnMoO4, найдены соединение Cs3Na(MoO4)2 типа глазерита и твердый раствор Сs6Zn5–xo1–xNa2x(MoO4)8 (0 ≤ x ≤ 1). В структуре Cs3NaZn2(MoO4)4 тетраэдры MoO4 и (Zn2/3Na1/3)O4 связаны вершинами в трехмерный каркас с большими пустотами, вблизи центров которых расположены разупорядоченные ионы цезия. 

 

Нанокомпозиты графена для создания элементов памяти нового поколения электроники

 

Сизиф — в древнегреческой мифологии строитель и царь Коринфа, был после смерти приговорён богами вкатывать на гору, расположенную в Тартаре, тяжёлый камень. Камень, едва достигнув вершины, раз за разом скатывался вниз. Этот миф лёг в основу разработки концепции нового поколения миниатюрных генераторов тактовых импульсов. Авторы работы “Memristive Sisyphus circuit for clock signal generation”, опубликованной в журнале Scientific Reports, сообщают о создании работающего прототипа генератора импульсов с использованием мемристора (сопротивления с памятью). В группе ‘Графеновой электроники’ под руководством Ю. В. Першина ИНХ СО РАН нанокомпозиты графена используются для создания элементов памяти нового поколения электроники.

 

Результаты ИНХ СО РАН – на обложках 7 журналов!