ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ НА ОСНОВЕ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК И ПЛАЗМОННЫХ НАНОЧЕСТИЦ ДЛЯ БИОАНАЛИТИКИ: ПОЛУЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ.НИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ НА ОСНОВЕ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК И ПЛАЗМОННЫХ НАНОЧЕСТИЦ ДЛЯ БИОАНАЛИТИКИ: ПОЛУЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ.
Результаты этапа: За отчетный период были проведены исследования динамики изменения спектров от центров красной-инфракрасной люминесценции (ЦКИЛ) для гибридных частиц нанокристаллического кремния (нк-Si), находящихся в различных растворах, в том числе в растворе диметилсульфоксида или в фосфатном буферном растворе. Также рассмотрена динамика этих процессов для этих центров при воздействии непрерывного лазерного излучения при разных интенсивностях и температурах образца. Установлено влияние каждого из этих факторов на изменение формы полосы люминесценции в зависимости от времени экспозиции образца и построена модель процесса «фотовыжигания» и восстановления интенсивности люминесценции, которая включает механизмы перезарядки и фотохимии для ЦКИЛ при воздействии такого излучения. Разработаны методы получения композитных полимерных материалов на основе квантовых точек CdSe и нк-Si с применением сверхкритических флюидных технологий и изучены их люминесцентные характеристики. С помощью импульсной лазерной абляции металлической мишени в среде сверхкритического диоксида углерода осуществлено получение наночастиц серебра (НЧ Ag) при различных плотностях этой жидкости. Проведено осаждение этих частиц на кремниевые пластинки и изучена их морфология с помощью электронной микроскопии. Исследована динамика преобразования НЧ Ag в данном коллоидном растворе в режиме in situ путем регистрации в нем спектров плазмонного поглощения , а также установлены закономерности этого процесса при разных условиях облучения.
2 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ НА ОСНОВЕ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК И ПЛАЗМОННЫХ НАНОЧЕСТИЦ ДЛЯ БИОАНАЛИТИКИ: ПОЛУЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ.
Результаты этапа: 1. Разработаны методы синтеза двух полимерных композитных материалов на основе частиц нанокристаллического кремния (нк-Si). Первый из них получен путем диффузионного внедрения этих частиц в мелкодисперсный порошок политетрафторэтилена (ПТФЭ) в среде сверхкритического диоксида углерода (СК ДУ), а второй-путем химического введения золя с частицами в жидкую матрицу бутилметакрилата. Показано, что спектры фотолюминесценции (ФЛ) в данных композитах мало от матрицы окружения и соответствуют спектрам исходных золей нк-Si. В тоже время положение максимума полосы ФЛ сдвигается в длинноволновую область при росте длины волны зондирующего лазерного облучения, а форма полосы существенно меняется при увеличении его интенсивности. Исследование кинетики «фотовыжигания» и термического восстановления интенсивности ФЛ у этих частиц в данных средах с одной стороны продемонстрировало сходство этих процессов во всех случаях, т.е. ускорение процессов «выжигания» при росте температуры образца выше комнатной и, наоборот, замедление процессов восстановления в аналогичной ситуации; с другой стороны, оказалось, что конкретный вид этих кинетик в каждом случае имеет индивидуальный характер. 2. Также синтезированы образцы пленочных композитов из опаловидных пленок с наночастицами серебра путем осаждения наночастиц серебра, полученных с помощью лазерной абляции металла в среде СК ДУ. Данные композиты были протестированы на предмет их использования в качестве субстратов для спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния.
3 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ НА ОСНОВЕ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК И ПЛАЗМОННЫХ НАНОЧЕСТИЦ ДЛЯ БИОАНАЛИТИКИ: ПОЛУЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ.
Результаты этапа: 1. На данном этапе были продолжены эксперименты по созданию опаловидных пленок с наночастицами серебра, которые синтезировались разработанным нами методом импульсной лазерной абляции мишени в среде диоксида углерода (СК ДУ) с одновременным осаждением частиц на эту пленку. Для увеличения количества осаждаемых наночастиц в данном случае использовался волоконный иттербиевый лазер, который позволял увеличить дозы облучения на 1-2 порядка по сравнению с примененным ранее импульсным неодимовым лазером. По данным электронной микроскопии полученные пленки действительно демонстрируют примерно на порядок более высокое содержание наночастиц, чем в ранее рассмотренных случаях; причем, содержание крупных наночастиц (размером свыше 100нм) снижается с повышением плотности СК ДУ во время абляции. 2. Используя термообработку при 80○С образцов кварцевого аэрогеля в сверхкритическом растворе с молекулами прекурсора серебра были получены композиты с наночастицами, что подтверждается наличием соответствующих спектров плазмонного поглощения. Применяя в качестве тестового аналита молекулы Родамин 6Ж проведено сравнение сигналов КР от них в исходных образцах аэрогеля и в полученных композитах, которое не обнаружило пока появления сколь-нибудь значительных коэффициентов усиления (имеются в виду величины более 102) для данных композитных матриц. 3. С помощью пропитки в органических растворах (гексан или диметилсульфоксид, содержащие люминесцирующие наночастицы кремния или селенида кадмия) пористого полимерного материала на основе тетрафторэтилена с последующим его горячим прессованием были получены композитные пленки, которые обладают определенными функциональными свойствами и могут применяться в разных областях. Результаты проведенного спектрального анализа этих пленок показал, что основной вклад в изменение формы и положения полосы люминесценции для данных полупроводниковых КТ в матрице полимера происходит на стадии их прессования. В случае используемых КТ CdSe/CdS основной эффект в пленках связан со смещением максимума в длинноволновую область из-за преобладающего процесса агрегации частиц при повышении температуры, а в случае гибридных частиц Si/SiOx происходит, наоборот, смещение максимума люминесценции в коротковолновую область (до 150нм) из-за уменьшения размеров кремниевых ядер при их дополнительном термоокислении в процессе прессования.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".