Фундаментальные основы молекулярного конструирования, физико-химического анализа строения и функциональных свойств новых интеллектуальных систем и материалов для современных наукоемких технологий в области биомедицины, катализа, энергетики, нано- и оптоэлектроники

Результаты по созданию полифункциональных супрамолекулярных систем и наноматериалов, обладающих практическим потенциалом в области биомедицины, фармации и экологической безопасности позволяют решать задачи актуальные с точки зрения требований «зеленой химии». 1. В частности, получены нанокомпозиты функционирующие в качестве систем доставки лекарств, обладающие собственной биологической активностью, пониженной токсичностью, биоразлагаемостью и способностью выступать в роли адъювантов в гербицидных композициях. 2. Разработаны биосовместимые, высокочувствительные и селективные наносенсоры на практически значимые белки. 3. Созданы нанокомпозиции, функционирующие в качестве митохондриально-и лизосомально-направленных систем доставки лекарств, а также в качестве бимодальных контрастных агентов для МРТ. Путем оптимизации каталитических свойств систем на основе комплексов переходных металлов решены некоторые из актуальных проблем органической синтетической химии. 1. Предложен новый атом-экономный, одностадийный и эко-эффективный метод синтеза N-ариламидов или N-бензиламидов и биарилов напрямую из ароматических субстратов в мягких электроокислительных условиях без использования металлокатализаторов, внешних окислителей и добавок. 2. Разработан трехмерный редокс-активный металлорганический каркас никеля(II) в качестве катализатора реакции восстановления кислорода. 3. На основе нанонитей меди с модифицированной поверхностью получены нанокатализаторы электрокаталитического восстановления углекислого газа с образованием C2-продуктов. Выявлены корреляции структура-свойство для металлокомплексов с различной природой металлоцентра и структурой лигандного окружения, проявляющих терапевтическую активности и перспективные спектральные характеристики. 1. Синтезирована серия новых лигандов и их комплексов с никелем и марганцем, обладающие антираковой селективностью. 2. На основе новых лигандов синтезированы тетраядерные комплексы меди(I) и комплексы платины (II), демонстрирующие практически значимые люминесцентные свойства. Усовершенствованы нелинейно-оптические характеристики полимерных материалов. 1. В частности, продемонстрирована эффективность макро-акцептора, состоящего из гетаренового (хинолинового, хиноксалинового, хиноксалинонового и пиридопиразинового) и малононитрильного фрагментов, при формировании молекулярного нелинейно-оптического (НЛО) отклика D-π-A хромофоров. 2. Установлены оптимальные характеристики соединений-предшественников получения азохромофоров, для создания на их основе азохромофор-содержащих НЛО полимеров. Разработаны оптимальные пути синтеза наноструктур и материалов с практически важными функциональными характеристиками. 1. При изучении структур, сформированных из пленок дипептидов на поверхности различных подложек в результате воздействия паров органических соединений продемонстрированы способности кристаллов дипептида L-лейцил-L-лейцина запоминать некоторые органические соединения и обнаружены новые полиморфные модификации этого дипептида. 2. Для планарных Ni микрочастиц квадратной формы был найден диапазон значений одноосного механического напряжения, которое позволяет управлять их доменной структурой. 3. Показано, что магнитные свойства сплавов Co1-xGex можно точно регулировать, варьируя содержание Ge в сплаве. 4. На основе наночастиц железа размером ≈ 4-5 nm разработаны нанокомпозитные плёнки железа с перпендикулярной магнитной анизотропией. 5. Исследования фотолюминесценции при 300 К слоёв SiO2, имплантированных ионами In и As с различными энергиями (40 и 135 кэВ) и подвергнутых термическому отжигу (900 оС, 30 мин), показали наиболее интенсивный сигнал при 420-440 нм при совпадении профилей ионов по глубине за счёт образования наночастиц InAs. 6. Установлено, что в композиционных материалах на основе углеродных нанотрубок и полимеров при формировании в электрическом поле при малых концентрациях наполнителя возникает анизотропия перколяции и ориентационная зависимость электропроводности. 7. Установлено, что тип морфологических структур тонких слоев зависит от массы иона и его энергии, используемой при ионной имплантации. Разработаны новые инструментальные и квантово-химические методики и подходы для структурной характеризации органических соединений и металлокомплексов в растворах на основе ЯМР, ИК и УФ-Вис спектральных данных. 1. На основе квантово-химически рассчитанных колебательных спектров кластерных моделей ионных жидкостей (ИЖ) и их водных растворов хорошо согласуются с экспериментальными спектрами реальных прототипов. Это позволило приписать структурные характеристики модельных ионных пар реальным ионным парам в двух вышеупомянутых жидкофазных системах, а также выявить спектральные признаки контактных и сольватно разделенных ионных пар, применимые в спектральном анализе водных растворов родственных ИЖ. 2. Выявлены корреляции между таутомерными превращениями органических соединений, перспективных в качестве антивирусных препаратов и их спектральными характеристиками.