Фотофизика, фотохимия и спектроскопия новых супрамолекулярных систем, квантовых точек и координационных соединений

Проект направлен на исследование быстрых и ультрабыстрых фотофизических и фотохимических процессов для новых светоизлучающих и фотохромных материалов, которые могут быть использованы для разработки оптически контролируемых молекулярных сенсоров и биологических маркеров. Проект будет включать исследование систем с направленным переносом энергии и электрона на основе донор-акцепторных пар, квантовых точек, новых фотохромных соединений, способных координировать катионы металлов, и чувствительных фотохромных координационных соединений. В настоящее время эти материалы привлекают значительный интерес из-за необычных фотохимических и оптических свойств и возможного практического применения. Светоизлучающие и фотохромные материалы, способные работать в сенсорах и маркерах, должны отвечать ряду требований, таких как высокий квантовый выход люминесценции, переноса энергии и электрона, фотопревращений. Они должны иметь высокую стабильность начальных и фотоиндуцированных форм, высокую чувствительность к координации ионов металлов. Способы достижения этих целей заключаются в использовании полупроводниковых наноматериалов (квантовых точек), супрамолекулярных систем, фотохромных молекул и люминесцирующих координационных соединений. Актуальность, новизна и значимость предлагаемого проекта могут быть подчеркнуты как работой с новыми молекулярными системами, полупроводниковыми квантовыми точками и новыми люминесцирующими координационными соединениями, так и использованием широкого набора самых современных физических методов исследований (оптическая и ИК спектроскопии, фемтосекундная спектроскопия, пикосекундная люминесценция, наносекундный лазерный импульсный фотолиз, ЭПР, ЯМР, ХПЯ, современные квантово-химические расчеты). Определение квантовых выходов и констант скоростей процессов позволит провести оценки оптического отклика молекулярных систем на различные воздействия, такие как координация ионов, поглощение света разных длин волн, изменение растворителя и рН раствора, размера квантовых точек, температуры, типа полимерной среды, что в итоге дает возможность производить оценки перспектив практического использования исследованных систем. В проекте планируется исследовать фотофизические, люминесцентные и фотохимические свойства ультрамалых полупроводниковых наночастиц (квантовых точек) в присутствии акцепторов энергии и электрона, металл-органических диад, краун и алкил содержащих спирооксазинов и хроменов, фотохромных дитиолатных комплексов металлов. Фотофизика и фотохимия этих систем будет изучена в растворителях, в твердом состоянии и в высокоорганизованных системах (пленки, нанокластеры, циклодекстрины, металл-органические каркасы) с использованием фемтосекундной спектроскопии и пикосекундной люминесценции, наносееундного лазерного импульсного фотолиза. Будут изучены быстрые фотоиндуцированные процессы, спектроскопия и кинетика возбужденных состояний и промежуточных частиц для этих систем.