Ломоносовские чтения - 2002
РЕАКЦИИ В МЕЗОГЕННЫХ ЦИАНОБИФЕНИЛАХ
ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ И КРИОФОРМИРОВАНИЕ
МЕТАЛЛ-МЕЗОГЕННЫХ НАНОСИСТЕМ
Т.И Шабатина., Г.Б.Сергеев
(кафедра химической кинетики)
Мезогенные алкил- и алкоксицианобифенилов при
понижении температуры склонны к переохлаждению,
образованию стеклообразных состояний, наличию в
менее упорядоченных фазах флуктуаций
жидкокристаллической упорядоченности более
высокого порядка, эти соединения могут
существовать при низких температурах в виде
различных жидкокристаллических мезофаз и
твердофазных состояний. Отмеченные особенности
могут быть использованы для направленного
проведения химических процессов в мезогенных
матрицах при низких температурах и создания
новых материалов с заданными свойствами.
Рассмотрено влияние способа формирования
твердофазных образцов и их термической
предыстории на особенности молекулярной
организации и кинетику модельного процесса
фотоинициированного образования нитроксильных
радикалов в различных твердых фазах мезогенных
цианобифенилов.
Проведено количественное изучение
молекулярной ассоциации мезогенных
цианобифенилов и их производных в матрицах
аргона (4-10К), углеводородов (77-100К), растворах в
неполярных растворителях, и пленках
молекулярных конденсатов в интервале температур
80-350К методами электронной и колебательной
спектроскопии.
Представлены результаты комплексного
экспериментального исследования
физико-химической эволюции атомно-молекулярных
систем формируемых низкотемпературной
соконденсацией паров металла и ряда мезогенных
алкилцианобифенилов и их производных на
охлаждаемые поверхности. Методами ИК-, УФ- и
ЭПР-спектроскопии в сочетании с результатами
квантово-химического моделирования показано
образование при низких температурах
метастабильных комплексов атомов серебра
включенных в димерные структуры цианобифенилов.
Установлено, что термический распад комплексов в
процессе разогрева низкотемпературных
соконденсатов приводит к образованию
наноразмерных кластеров серебра и их дальнейшей
агрегации в анизотропной матрице.
Методом электронной микроскопии для пленочных
образцов, полученных капсулированием серебра и
4-пентил-4-цианобифенила в поли-пара-ксилиленовые
полимерные пленки, показано, что в условиях
вакуумной конденсации реагентов в мезогенной
матрице при обычных температурах
стабилизируются два вида частиц: глобулярные
частицы серебра диаметром 15-20 нм и анизотропные
стержнеобразные частицы длиной более 200 нм.
Полученные таким образом пленочные материалы на
основе самоорганизующихся мезогенных систем,
включающих наночастицы металлов разного размера
и формы, предполагают ряд важных потенциальных
практических применений, в частности, в
нелинейной оптике и наноэлектронике.
Работа выполнена при частичной финансовой
поддержке грантов РФФИ 99-00-03-32206 и 00-03-32944 и
Программы "Университеты России".
Литература:
[1] T.I.Shabatina, Yu.N.Morosov, A.I.Konstantinov, V.A.Batyuk, G.B.Sergeev //
Mol.Cryst. Liq.Cryst., 1994, v.248, 103-109.
[2] T.I.Shabatina, E.V.Vovk, A.V.Vlasov, G.B.Sergeev // Supramolecular Science, 1997, v.4,
509-514.
[3] Т.И.Шабатина, Е.В.Вовк , Т.В.Хасанова, Г. Н.
Андреев, А. Ю. Богомолов, Г.Б.Сергеев // Ж.
Структурной Химии 1998, т 39 N3, 395-400.
[4] T.I.Shabatina, E.V.Vovk , N.V.Ozhegova, A.V.Nemukhin, G.B.Sergeev // Materials Science
and Engineering C. 1999, v. 8-9, pp. 53 – 56.
[5] T.I.Shabatina, E.V.Vovk, Yu.N.Morosov, V.A.Timoshenko, G.B.Sergeev //
Mol.Cryst.Liq.Cryst., 2001, v.356, p.143-148.
[6] T.I.Shabatina, E.V.Vovk, N.V.Kovalevskaya, G.B.Sergeev //Mol.Cryst.Liq.Cryst., 2001,
v.356, pp. 255-262.
[7] Т.И.Шабатина, Е.В.Вовк, В.А.Тимошенко,
Ю.Н.Морозов, Г.Б.Сергеев //Вестник Моск.Ун-та, Сер.2,
Химия, 2001, т.42 (5), 314-17.
[8] T.I.Shabatina, V.A.Timoshenko, E.V.Vovk, Yu.N.Morosov, G.B.Sergeev// Colloids and
Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2002, v198-200, pp.911-915.
