ИСТИНА

Проект направлен на разработку фундаментальных физико-химических основ создания новых гибридных наносистем на основе самоорганизующихся жидкокристаллических матриц, включающих наночастицы плазмонных металлов (Ag, Cu, Au). Будут использованы мезогенные производные классов цианобифенилов, цианофенилпиридинов, азометинов, холестерина и его гетероатомных (S,O,N) аналогов. Планируется установить закономерности изменения физико-химических свойств (оптических и диэлектрических) формируемых наносистем с размером, формой частиц металла и их супрамолекулярной организацией. Получение наноразмерных частиц металлов будет осуществлено путем низкотемпературной вакуумной конденсации паров компонентов с последующим контролируемым термическим отжигом образцов и двухфазным химическим синтезом. Планируется проведение комплексных исследований получаемых наносистем методами ИК-, УФ-вид. и ЭПР спектроскопии, направленных на установление детальных механизмов их структурной и химической эволюции в температурном интервале 80-350К, размер и морфология формируемых наночастиц металлов и их агрегатов будут контролироваться с применением просвечивающей электронной и зондовой микроскопии, структурно-фазовое состояние получаемых наносистем будет охарактеризовано методами ДТА и политермической поляризационной микроскопии. На основании полученных в результате выполнения проекта данных будут определены условия кинетической и термодинамической стабильности формируемых наносистем и детально проанализированы процессы самоорганизации и комплексообразования, приводящие к получению частиц металла разного размера и формы и формированию одномерных, двумерных и пространственных высокоупорядоченых плазмонных наноструктур. Планируется провести анализ размерных эффектов и влияния надмолекулярной организации получаемых гибридных наносистем на их физико-химические свойства. Предложенный подход является оригинальным и позволяет использовать размерно-зависимые электронные и структурные свойства наночастиц плазмонных металлов, организованных в единый супрамолекулярный ансамбль мезогенной матрицей, для получения систем с высокой анизотропией и управляемыми оптическими свойствами.

Гибридные наносистемы включающие серебро и длинноцепочечные мезогенные производные алкилцианобифенилов были получены низкотемпературной вакуумной соконденсацией паров реагентов на охлаждаемые подложки из кварца, KBr, CaF2 или полированной меди в режиме молекулярных пучков. Контролируемая термическая обработка образцов позволяет осуществлять направленное формирование наноразмерных частиц металла в диапазоне от 2 до 100 нм. Показано, что способ термической обработки и молекулярная организация позволяют контролировать размер и морфологию формирующихся наночастиц и их агрегатов. Результаты исследования образцов методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и атомно-силовой микроскопии (АСМ) показали получение ориентационно упорядоченных наноструктур в нематических мезофазах. Образование плоских 2D-агрегатов обнаружено в слоевых смектических мезофазах. В оптических спектрах поглощения образцов серебро/4-пентил-4-цианобифенил (5СВ). капсулированных в полимерные поли-пара-ксилиленовые пленки при 300 К присутствует характеристическая полоса плазмонного поглощения наночастиц серебра при 420-440 нм и 560-600 нм. Увеличение концентрации металла приводит к преимущественному росту стержнеобразных частиц металла с анизометричным отношением l/d20 и усилению поглощения в длинноволновой области спектра (650 нм).