Физико-химические основы создания новых перспективных материалов

Настоящая научная тема охватывает широкий круг разрабатываемых материалов, имеющих перспективы применения в большом количестве областей. В частности, целями её являются: Разработка методов получения новых функционализированных тетрапиррольных соединений в качестве строительных блоков умных супрамолекулярных, гибридных и композитных материалов для оптической диагностики и фотодинамической терапии опухолевых заболеваний, фотовольтаики и электрокатализа. Разработка физико-химических принципов управления самоорганизацией супрамолекулярных систем на основе металлокомплексов различных тетрапирролов на межфазных границах для создания новых наноматериалов с настраиваемыми функциональными характеристиками. Развитие стратегических подходов, обеспечивающих самосборку «мягких» коллоидных наноконтейнеров с высокой степенью загрузки функциональными допантами на основе неионогенных ПАВ и холестерина с управляемыми стабильностью и проницаемостью по отношению к катионам. Изучение мономеризации гидрофобных соединений различной природы в водных средах с помощью ПАВ. Разработка фундаментальных основ создания новых функциональных слоев с заданными свойствами для изготовления прототипов устройств оптоэлектроники (электрохромные, фотовольтаические, электролюминесцентные устройства, химические сенсоры) и бактерицидных покрытий на основе проводящих полимеров (полианилина, политиофена, полипиррола), макромолекулярных матриц различного строения, фталоцианинатов и порфиринатов металлов, фуллеренов и графена, модифицированных заряженными или якорными функциональными группами, неорганическими наноструктурами, повышающими редокс-ёмкость слоев, каталитически активных моно- и биметаллических наночастиц. Разработка научных основ получения и практического применения новых экстрагентов и сорбционных материалов для разделения редких элементов с близкими свойствами и их селективного выделения. Разработка стратегии создания управляемого синтеза углеродных адсорбентов на основе синтетических полимеров и углеродно-минеральных адсорбентов, полученных из растительного сырья. Развитие теории динамики адсорбции в широкой области изменения концентраций и других параметров реальных процессов адсорбции для прогнозирования применения новых функциональных материалов. Разработка теории и моделирование поверхностных явлений, определяющих динамическое поведение коллоидных систем в растворах и электролитов. Разработка физико-химических основ создания новых типов полупроводниковых гетероструктур и градиентных наноматериалов на основе архитектурных ансамблей металл-оксидных и металл-оксид-полимерных наноструктур, обладающих выраженными полупроводниковыми, а также связанными с ними оптическими, электрофизическими, теплофизическими, защитными свойствами. Получение и исследование новых нанодисперсных композиций на основе частиц серебра, стабилизированных олигомерными и ковалентно модифицированными хитозанами, для биомедицинского применения. Разработка подходов к получению материалов с выраженной антимикробной активностью на основе эпокси-аминных сетчатых полимеров, модифицированных наночастицами благородных металлов, производными гуанидина, а также порфиринами. Разработка систем для направленной доставки с использованием магнитных материалов в качестве носителей для лекарственных веществ и векторов. Разработка теоретических основ тонкого пылеулавливания для обеспечения высоких технологий сверхчистым воздухом и для персональной защиты органов дыхания от опасных аэрозолей Физико-химическое обоснование и реализация стратегии золь-гель капсулирования, основанной на нековалентной самосборке гибридных темплатов и обеспечивающей создание новых многофункциональных наноструктур с заданными морфологией и свойствами. Развитие математической модели, учитывающей наряду с кулоновскими специфические взаимодействия между ионами и заряженными наночастицами (НЧ), и использование ее для получения новых фундаментальных знаний о структуре двойного электрического слоя и о специфическом влиянии ионов на агрегативную устойчивость дисперсий НЧ. Выявление взаимосвязи между структурой и физическими свойствами полимеров винилового ряда с усложняющимися боковыми радикалами и изменением цепи макромолекулы с гомоцепной на гетероцепную при введении в структуру цепи атома кислорода; наносистем: «поливиниловый спирт-серебро», «поливиниловый спирт-хитозан», «поливиниловый спирт-иод», поливинилформаль, полиоксиметилен, отвердителей эпоксидных олигомеров, латексов. Изучение условий синтеза (температура, молекулярная масса, степень кристалличности) и внешних воздействий (СВЧ, УФ, β-, γ - ионизирующие облучения) на структуру, физико-химические и физико-механические характеристики и свойства этих систем. Разработка комплексонных поверхностно-активных веществ и средств очищающего назначения на их основе. Создание пористых электропроводных, электрон-ионопроводящих и ионопроводящих тканевых сэндвич материалов как основы гибких и растягиваемых аккумуляторов.