Разработки института
Создание наноструктурных гетероядерных ансамблей и нанокомпозитов, включая полимерные наноматериалы, с полифункциональной активностью на основе наночастиц металлов
А.А. Ревина, А.Н. Васильева, В.И. Золотаревский, Е.Б. Хайлова, О.Г. Ларионов, Л.Д. Белякова, М.Г. Тедорадзе, В.В. Потапов, В.А. Александрова
Лаборатория электронных и фотонных процессов в полимерных наноматериалах
Сектор методов исследования наноразмерных систем
Лаборатория физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии
Для создания нанокомпозитных материалов с заданными свойствами и полифункциональной активностью проводится синтез наночастиц металлов в обратных мицеллах, используя радиационно-химический и химический методы получения наноструктур, металлических наночастиц Ag, Fe, Zn, Pd, Pt, Ni и др. и биметаллических наночастиц Pd−Ni, Pd−Co, стабильных как в жидкой фазе, так и в полимерных матрицах или в адсорбированном состоянии на различных углеродных или кремнийсодержащих носителях.
Использование современных физико-химических методов (спектрофотометрия, ТСХ, ГХ, ВЭЖХ, электронная микроскопия, ФКС, ЯМР, переменно-токовая полярография) для изучения формирования наночастиц, их стабилизации в полимерных матрицах (целлофановые, МЕН-PPV, хитозановые), определения размеров и формы наночастиц и ансамблей позволило решить ряд важных фундаментальных и прикладных задач современной нанотехнологии. Впервые для наночастиц металлов показана перспективность использования хроматографии не только для детектирования наноразмерных частиц металлов из мицеллярных растворов, но и для их разделения на отдельные фракции (ситовая (гель)-хроматография). Полученные результаты согласуются с размерами, определяемыми и контролируемыми размером диаметра водного пула обратных мицелл и данными АСМ по размерам наноструктур.
Представляет интерес исследование влияния различных наночастиц металлов, углеродных нанотрубок, наночастиц SiO2 на оптические свойства (поглощение и люминесценцию) растворов порфинатов и светочувствительного полимера МЕН-PPV в рамках разработки органических преобразователей солнечной энергии. Измерены вольт-амперные характеристики созданных композитных светочувствительных слоев. Установлена зависимость между тушением люминесценции и увеличением фото-вольтаических характеристик.
Наночастицы металлов, синтезированные в обратных мицеллах, находят применение при изготовлении строительных и отделочных материалов с бактерицидными, антикоррозионными свойствами, при создании картриджей для водоподготовки питьевой воды, материалов для фильтрующей фильтрации и катализаторов и компонентов с каталитическими свойствами для солнечных и топливных элементов.
При создании нанокомпозитных материалов с каталитическими свойствами в нашей стране был впервые использован радиационно-химический подход к модифицированию материалов с малыми порами в момент синтеза наночстиц металлов. На основе высокопористого полиуретанового носителя и наночастиц палладия создан эффективный катализатор жидкофазного процесса метилирования анилина.
По результатам научно-исследовательской работы готовятся материалы для патентования наноматериалов с заданными свойствами.