Планарные организованные системы на основе полифункциональных соединений для молекулярной электроники

Объектом исследований являются спиросоединения – важнейший класс органических фотохромов, на основе которых создаются различные виды оптически активных материалов. Реализация настоящего проекта направлена на достижение комплексной цели, которая заключается во всестороннем исследовании физико-химических и фотофизических характеристик светочувствительных соединений в органических растворителях и в монослоях на границе раздела фаз, выявление факторов, влияющих на эти характеристики, а также разработка способов управления свойствами мономолекулярных пленок. В результате выполнения второго этапа работ по проекту были наработаны необходимые количества спиросоединений, отобранных на первом этапе для дальнейших исследований, а также получены новые дифильные спиропираны и спиронафтоксазины. Впервые для моделирования оптических спектров поглощения дифильных спиронафтоксазинов был применен метод CASSCF/NEVPT2, обеспечивающий удовлетворительное соответствие с экспериментальными данными без использования дополнительных эмпирических параметров. Впервые для длинноцепочечных спиросоединений, содержащих различные заместители, были проведены спектроэлектрохимические исследования, в результате чего показаны широкие перспективы их использования для разработки молекулярных оптоэлектронных систем. На жидких подложках впервые сформированы и исследованы монослои Ленгмюра на основе спиросоединений. Разработаны подходы к управлению агрегацией спиропиранов в мономолекулярных пленках на границе раздела воздух/вода. Обнаружены и исследованы фотомеханические эффекты в монослоях спиросоединений, заключающиеся в превращении световой энергии в механическую работу планарной системы. Изучены хемосенсорные свойства монослоев дифильных спиросоединений на жидких подложках. Показана принципиальная возможность использования фотохромов этого класса в качестве рабочих элементов сенсорных устройств для селективного определения тяжелых и переходных металлов. Полученные результаты открывают широкие перспективы использования дифильных спиросоединений в качестве рабочих элементов молекулярных переключателей и сенсорных систем, и позволяют перейти к следующем этапу работ, основной целью которого является формирование двумерных светочувствительных материалов на твердых подложках и разработка принципов управления их структурой и физико-химическими свойствами с помощью внешних воздействий.