Исследование оптических и структурных свойств одно- и двумерных наноуглеродных материалов, функционализированных фотоактивными органическими молекулами
- Руководитель: Баранов Александр Васильевич
Проект № 17-52-50004 совместно поддержан Российским фондим фундаментальных исследований (РФФИ) и Японским обществом продвижения науки (JSPS)
Руководитель проекта с российской стороны: проф. Баранов Александр Васильевич, , д.ф-м.н.
Руководитель проекта с японской стороны: проф. Наоки Коматсу (Naoki Komatsu), Ph.D.
Цель проекта:
Исследование физических механизмов влияния оптических и структурных свойств одно- и двумерных углеродных наноструктур (одностенные нанотрубки и графен), рассматриваемых в качестве наноплатформ для адресной доставки, на фотофизические и функциональные свойства фотоактивных органических молекул, адсорбированных на их поверхности.
Задачи:
1. Развитие методов оптической диагностики морфологии, совершенства и дефектности структуры одно, и двумерных углеродных наноматериалов и их производных, функционализированных оптическими активными или фотосенсибилизирующими молекулами, а также диагностики фотофизических свойств сорбированных молекул.
2. Установление закономерностей влияния протяженной пи-электронной подсистемы поверхности углеродных наноструктур, включая эффекты переноса энергии, на оптическое поглощение и спектрально/кинетические характеристики люминесценции оптически активных и фотосенсибилизирующих тетрапиррольных молекул, сорбированных на нанотрубках разной хиральности и многослойном графене разной толщины.
3. Развитие модели влияния протяженной пи-электронной подсистемы углеродной подложки различной морфологии и дефектности на оптические характеристики тетрапиррольных молекул, сорбированных на этих подложках.
4. Определение, типа оптимальной углеродной наноплатформы для сорбции функциональных тетрапиррольных молекул, при которой достигается сохранение фотодинамических свойств молекул к генерации активных форм кислорода.
Исполнители:
- Богданов Кирилл Вадимович, к.ф.-м.н., научный сотрудник, Университет ИТМО
- Волокитина Анна Андреевна, аспирант, Университет ИТМО
- Громова Юлия Александровна, научный сотрудник, Университет ИТМО
- Осипов Владимир Юрьевич, к.ф.-м.н. cтарший научный сотрудник, ФТИ им.А.Ф.Иоффе
- Черевков Сергей Александрович, к.ф.-м.н., научный сотрудник, Университет ИТМО
- Шахов Федор Михайлович, к.ф.-м.н. cтарший научный сотрудник, ФТИ им.А.Ф.Иоффе
Иностранные партнёры:
- Проф. Наоки Коматсу (Naoki Komatsu), Высшая школа гуманитарных и экологических исследований, Киотский университет, Киото, Япония
- Проф. Казуюки Такаи (Kazuyuki Takai) Отдел химии и технологии, лаборатория проф. Такаи, Университет Хосэй, Токио, Япония
- Проф. Такуя Хаяши (Takuya Hayashi), Инжинерный факультет, университет Шиншу Нагано, Япония
- Проф. Хироюки Мурамацу (Hiroyuki Muramatsu), Инжинерный факультет, университет Шиншу Нагано, Япония
Публикации
Shakhov, Fedor M., Andrey M. Abyzov, and Takai K. "Boron doped diamond synthesized from detonation nanodiamond in a COH fluid at high pressure and high temperature." Journal of Solid State Chemistry 256 (2017): 72-92.
Martynenko, I.V., Litvin, A.P., Purcell-Milton, F., Baranov, A.V., Fedorov, A.V. and Gun'ko, Y.K. "Application of semiconductor quantum dots in bioimaging and biosensing." Journal of Materials Chemistry B 5.33 (2017): 6701-6727.
Kormilina, T.K., Cherevkov, S.A., Fedorov, A.V. and Baranov, A.V. "Cadmium Chalcogenide Nano-Heteroplatelets: Creating Advanced Nanostructured Materials by Shell Growth, Substitution, and Attachment." Small 5 (2017): 6701-6727.
Martynenko, I.V., Baimuratov, A.S., Osipova, V., Kuznetsova, V.A., Purcell-Milton, F., Rukhlenko, I.D., Fedorov, A.V., Gun'ko, Y.K., Resch-Genger, U. and Baranov, A.V. "Excitation Energy Dependence of the Photoluminescence Quantum Yield of Core/Shell CdSe/CdS Quantum Dots and Correlation with Circular Dichroism." Chemistry of Materials 30.2 (2017):465–471.
Обмен опытом
28 августа 2017 г. в международном научно-образовательном центре физики наноструктур прошел семинар с участием японских коллег «Workshop on Nanocarbon Science (RFBR/JSPS Project 2017-2018)». В ходе семинара обсуждались актуальные исследования углеродных наноструктур. Программа семинара представлена на сайте кафедры ОФиСЕ.
На фото слева направо: Проф. Коматсу, Фёдор Шахов, Владимир Осиров и проф. Такаи на семинаре в университете ИТМО, проходившем в дубовом зале особняка Г. Г. Елисеева (ныне корпус ИТМО).
4-12 ноября 2017 г Юлия Громова и Кирилл Богданов посетили лабораторию проф. Коматсу в Киотском университете. В ходе встрече обсуждался план выполнения проекта, а также были синтезированы лабораторные образцы графена и нитрида бора связанного с хлорином е6.
Юлия Громова и Кирилл Богданов с Проф. Коматсу с сотрудниками его лаборатории.