ИСТИНА

Аннотация: При выполнении проекта для фотокаталитической модификации наночастиц серебра установлена зависимость процессов восстановления и окисления от рН среды. Освоено получение наночастиц свинца и серебра в жидкой фазе. Синтезированы сферические и стержнеобразные сульфиды свинца и определены размеры наночастиц. Осуществлена структурная модификация криоконденсатов частиц свинца Н2S и PbS . Разработан новый одностадийный способ формирования криоконденсацией металла с тиолами и впервые получены проводящие пленки. Для 1.9-нонандитиола и свинца средние размеры частиц 3,6±0,5нм, расстояние между соседними частицами 1,6±0,6нм, которое близко к длине молекулы дитиола. Предложен механизм формирования тиолами стабилизированных наночастиц свинца. Установлено, что размерами частиц в пределах 2-6 нм можно управлять, изменяя соотношение свинец/тиол. Показана возможность применения созданных пленок как газочувствительных материалов. Проведена модификация наночастиц свинца сероводородом при сверхнизких температурах (12К) и кислородом при 300К. Разработана методика получения криоконденсатов на керамических подложках с гребенчатыми электродами. Получены криоконденсаты наночастиц серебра и 1-додекантиола. Средний размер частиц серебра 5±0,5нм . При 300К положительный сенсорный отклик отмечен к парам воды и аммиака, отрицательный – по отношению к парам ацетона, толуола и этанола. Пиролизом в атмосфере аргона при 670К и нагревании в течение 180 минут криоконденсатных пленок из серебра и полипараксилилена получены частицы серебра размером 8±2нм, модифицированная углеродом. Развито оригинальное направление по модификации морфологии наноструктурных пленок металлов, основанное на использовании инертных сублимируемых добавок. Способ апробирован на системе Pb-CO2. Разработан и программно реализован метод моделирования эволюции криоконденсатов, сочетающий температурно-ускоренной динамики с квантово-химическим описанием. Разработчик и участник проекта В.Е. Боченков занял первое место и получил приз РОСНАНО, как «Лучшая работа в области нанотехнологии и наноиндустрии»

Получены следующие важнейшие научные результаты: Осуществлена фотокаталитическая модификация наночастиц серебра при облучении видимым светом гидрозолей металла, приготовленных борогидридным восстановлением катионов серебра. Показано, что на поверхности наночастиц - зародышей происходит сопровождаемое агрегацией фотокаталитическое восстановление добавленных катионов серебра. Установлено, что при рН=4 направление процесса меняется и происходит окисление наночастиц - зародышей. Предложено, что восстановителем катионов серебра является гидроксид-анион, адсорбированный на поверхности наночастиц-зародышей. Жидкофазным синтезом получены сферические и стержнеобразные сульфиды свинца. Размер сферических частиц по данным просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) 21±2 нм. Диаметр наностержней 20±5 нм, длина 130±5 нм. Наночастицы сульфида свинца, полученные в жидкой фазе и стабилизированные тиолом размером 3,0±0,5 нм по изменению проводимости показали чувствительность к парам воды и ацетона. Методом вакуумного осаждения при 80К, получены криоконденсаты свинца и проведено химическое модифицирование поверхности на различных стадиях термической эволюции сероводородом и сульфидом свинца. Показано, что с уменьшением размера и повышением шероховатости увеличивается чувствительность образцов к влажности и расширяется её диапазон. Разработан новый способ формирования композитных тонких пленок, содержащих стабилизированные тиолом наночастицы свинца с размером в диапазоне 2 – 6 нм. Прямой криосоконденсацией металла с тиолами и последующим контролируемым нагреванием. Определены ПЭМ средние размеры наночастиц свинца 3,6±0,5 нм, и средние расстояния между соседними частицами 1,6±0,6 нм, что близко к длине молекулы 1,9 – нонандитиола. Впервые получены проводящие наносистемы свинец-тиол. Предложен механизм формирования стабилизированных тиолами наночастиц свинца при нагревании соконденсата от 80 до 300 К. Показано, что стабилизация наночастиц происходит вблизи температуры плавления тиола. Установлено, что размером частиц металла в композитных пленках можно управлять, изменяя соотношения металл / тиол при криоосаждении и показана принципиальная возможность применения созданных пленок в качестве газочувствительных материалов. Для исследования газочувствительных свойств по отношению к парам воды и аммиаку получены наночастицы свинца на керамических подложках с гребенчатыми электродами методом вакуумного осаждения при сверхнизких температурах (12 К) и проведена модификация сероводородом (12К) и кислородом (300 К). Количество свинца соответствовало 25 монослоям, соотношение Pb:H2S = 1:120. Получены соконденсаты серебра и 1-додекантиола на керамических подложках с интегрированными хром-никеливыми электродами при температуре жидкого азота с последующим отжигом до комнатной температуры. Средний размер частиц серебра по данным просвечивающей электронной микроскопии составил 5±0,5 нм. При 300К проанализированы хеморезистивные свойства по отношению к парам воды, аммиака, ацетона, толуола, этанола. Положительный сенсорный отклик отмечен к парам воды и аммиака (проводимость росла при увеличении концентрации). К парам ацетона, толуола и этанола – отрицательный. Пиролизом в атмосфере аргона при температуре 670К и нагревании в течение 180 мин криоконденсатных пленок из паров серебра и полипароксилилена подлучены частицы серебра со средним размером 8±2 нм модифицированные углеродом.