Самосборка супергибридных материалов из металлоорганических каркасов и коллоидных частиц на межфазной границе

Цель Проекта состоит в разработке базовой стратегии самосборки новых супергибридных материалов на основе металлоорганических каркасов (МОК) и неорганических коллоидных частиц в единую супергибридную структуру за счет самопроизвольной сборки ее элементов на межфазной границе между неводным раствором органических элементов каркаса и неорганическим гидрозолем. Отличительными характеристиками этой стратегии являются ее лабильность в отношении композиционного состава создаваемых супергибридных систем и высокий прикладной потенциал для инновационных технологий, связанных с получением и применением функциональных наноматериалов. В рамках выполнения Проекта будет разработан комплекс подходов к формированию супергибридных материалов типа «МОК в частице» и «частицы в МОК». Будет выявлена роль формы, размера и заряда неорганических частиц, а также соотношения компонентов исходной системы и типа взаимодействий между ними на основные характеристики структурообразования супергибридных ансамблей, что позволит определить границы применимости предложенной стратегии для контролируемого получения таких материалов. Впервые будут получены супергибридные каркасные структуры на основе микронизированной слюды и наночастиц оксида церия с различными стабилизаторами, несущими положительный или отрицательный заряд. Этот подход будет адаптирован к созданию супергибридных структур, в которых элементы металлоорганического каркаса формируют затравочный слой на поверхности частиц за счет координации катиона-стабилизатора. Такие ансамбли интересны в первую очередь с точки зрения возможности сочетания оптических и физических свойств частиц из различных материалов в одном и том же супергибридном материале. Одним из наиболее важных результатов Проекта станет получение и изучение супергибридных материалов принципиально нового типа «МОК в частице»–интеркалированных МОК на слоистых анионобменных носителях. Для реализации этой идеи впервые будет проведена самосборка карбоксил-замещенных на межфазной границе с гидрозолями, содержащими частицы слоистых гидроксонитратов иттрия и гадолиния, и исследованы основные физико-химические характеристики полученных гибридных систем. Полученные данные позволят выявить основные закономерности самосборки МОК в условиях пространственно-ограниченной геометрии частицы-носителя, а также сформулировать основные принципы синтеза супергибридных структур в водной среде.Совокупность предлагаемых в проекте оригинальных решений и экспериментальных методов позволяет рассчитывать на получение принципиально новых результатов в такой высоко конкурентной области как физикохимия гибридных наноструктурированных систем. Благодаря этому, будет развито новое научное направление, приоритет в котором принадлежит российской научной школе коллоидной химии и физикохимии супрамолекулярных систем.