| Завершённые проекты |
Радиационно-индуцированные превращения межмолекулярных комплексов в низкотемпературных матрицах (2019 — 2021)
Механизмы радиационно-индуцированных превращений простых нитрилов и систем HCN-углеводород С1-С2 в низкотемпературных матрицах. (2018 -2020)
Радиационно-индуцированные интермедиаты и необычные молекулы в низкотемпературных матрицах: спектроскопия, динамика и управление химическими процессами (2014 — 2016)
Радиационно-химические процессы в молекулярных льдах на основе углеводородов C2 (2016 — 2017)
Стабилизация и реакции избыточных электронов в низкотемпературных стеклообразных ионных жидкостях (2014 — 2015)
Ион-радикальные интермедиаты радиационно-химических превращений органических карбонатов (2014 — 2015)
Моделирование эффектов тонкой настройки в радиационной химии молекулярных систем: стабилизация и реакции избыточных электронов (2012 — 2014)
Реакции радиационно генерированных атомов водорода и кислорода в матрицах твёрдых инертных газов (2012 — 2013)
Структура и фотохимические реакции ион-радикалов алифатических алкинов (2011 — 2013)
Новые подходы к управлению радиационно-химическими процессами для получения металл-полимерных нанокомпозитов (2011 — 2012)
Договорные работы
- Оценка возможных радиационно-химических эффектов в используемых и перспективных материалах обитаемых космических аппаратов при длительной эксплуатации в условиях дальнего космоса (2012-2013, ЦНИИмаш)
- Исследование радиационной чувствительности композиции на основе полилактида, содержащей наносомальную форму доксорубицина (2013, НПК «Наносистема»)
- Исследование радиационно-химических превращений в системах на основе мезитилена и смесей мезитилен — ксилол (2013-2014, ОИЯИ, Дубна)
Радиационно-индуцированные превращения межмолекулярных комплексов в низкотемпературных матрицах (2019 — 2021)
Проект выполняется при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований
(грант # 19-03-00579 а)
Руководитель — к.х.н. Д.А. Тюрин
Основные исполнители от лаборатории: к.х.н. Баранова И.А., Волосатова А.Д., Засимов П.В.,к.х.н. Рязанцев С.В., Сосулин И.С., Тюльпина И.В., к.х.н. Ширяева Е.С. Аннотация
В рамках данного проекта планируется впервые систематически исследовать особенности радиационно-индуцированной эволюции ряда локализованных межмолекулярных комплексов с энергией взаимодействия в основном состоянии ~ 1-3 ккал/моль в жестких инертных средах при предельно низких температурах (от 5 К). Будет изучено влияние комплексообразования на эффективность и направление первичных радиационно-химических процессов в матрицах твердых благородных газов с различными физическими характеристиками, структура и свойства интермедиатов, образующихся из комплексов, кинетика и механизм их последующих термических и фотохимических превращений. В качестве объектов исследования будут использованы межмолекулярные комплексы некоторых небольших молекул различной структуры с CO и CO2, полученные методом соосаждения, а также как результат фотолиза(радиолиза) подходящих прекурсоров в матрицах инертных газов. Для проведения экспериментов будет использован комплекс оригинальных методик и уникального оборудования, имеющегося в распоряжении авторов. Основным методом исследования будет ИК-спектроскопия, для изучения парамагнитных интермедиатов будет дополнительно использован метод ЭПР, Для определения структуры, энергетических характеристик и спектроскопических параметров комплексов будут использованы квантово-химические расчеты на уровне CCSD(T). Ожидаемые результаты внесут значительный вклад в развитие фундаментальных основ радиационной химии конденсированных сред. Кроме того, экспериментальные и расчетные данные о характеристиках до сих пор неизвестных комплексов интермедиатов (радикалов, ион-радикалов, карбенов) будут представлять самостоятельный интерес для различных областей химии и химической физики (спектроскопия нековалентных взаимодействий, астрохимия, химия атмосферы, химия горения, молекулярное моделирование каталитических процессов).
Механизмы радиационно-индуцированных превращений простых нитрилов и систем HCN-углеводород С1-С2 в низкотемпературных матрицах. (2018 -2020)
Проект выполняется при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований
(грант # 18-33-00980\18 мол_а)
Руководитель — к.х.н С.В. Каменева
Основные исполнители от лаборатории: Волосатова А.Д., Лукьянова М.А. Аннотация
Проект направлен на изучение механизмов радиолиза небольших молекул нитрилов, содержащихся в межзвездном пространстве, а также возможности радиационно-химического синтеза нитрилов за счет реакции HCN с небольшими молекулами углеводородов. Для моделирования элементарных процессов радиационно-индуцированного синтеза и разложения нитрилов на молекулярном уровне применяется метод матричной изоляции с использованием в качестве матриц твердых благородных газов. В ходе работы планируется впервые в рамках единого экспериментального подхода исследовать «встречные» процессы низкотемпературного радиационно-индуцированного разложения и синтеза простейших азотсодержащих молекул, представляющих астрохимический интерес. Кроме того, предполагается проследить направления последовательных радиационно-химических превращений изолированных нитрилов до больших доз с целью возможного «сшивания» результатов с имеющимися данными по фотолизу и радиолизу нитрилов в молекулярных льдах. В качестве основного метода исследования будет применяться ИК-спектроскопия, дополнительно будет использован метод ЭПР. На основании полученных данных будут предложены обоснованные схемы механизмов разложения и синтеза нитрилов в результате радиолиза при низких температурах.
Радиационно-индуцированные интермедиаты
и необычные молекулы в низкотемпературных матрицах:
спектроскопия, динамика и управление химическими процессами
(2014 — 2016)
Проект выполняется при поддержке Российского Научного Фонда (грант # 14-13-01266).
Руководитель — д.х.н., проф. В. И. Фельдман
Основные исполнители от лаборатории: асп. С.В. Рязанцев, асп. С.В. Каменева, н.с., к.х.н Е.С. Ширяева, н.с., к.х.н. Е.В. Саенко, в.н.с., к.х.н. Д.А. Тюрин, с.н.с., к.ф.-м.н. Д. Н. Лайков, с.н.с, к.х.н. Нуждин К.Б. Аннотация
Проект направлен на фундаментальные исследования механизмов образования, строения и динамики интермедиатов и необычных молекул, образующихся при действии ионизирующего излучения на изолированные молекулы в низкотемпературных матрицах, а также обоснование новых подходов к управлению химическими процессами при низких температурах, основанных на манипуляциях реакциями атомов и радикалов в твердых средах. Общая идея состоит в использовании методов матричной изоляции и низкотемпературной стабилизации для универсального моделирования физико-химических процессов, индуцированных действием ионизирующего излучения при криогенных температурах. В этом случае матрица одновременно играет роль энергетической транспортной системы (перенос заряда и возбуждения), резервуара (релаксация избыточной энергии), а также модельного реактора. Использование низких температур позволяет осуществить пошаговый мониторинг элементарных процессов, протекающих в условиях эксперимента, а применение комбинации спектроскопических методов (ЭПР, ИК-спектроскопия среднего и ближнего диапазона, спектроскопия УФ и видимого диапазона) обеспечивает высокую информативность. Актуальность работы связана с возможностью получения уникальной информации, представляющей интерес для различных областей химии и химической физики – радиационная химия, фотохимия, химия атмосферы, астрохимия, теория строения молекул и химической связи, динамика и кинетика процессов в твердом теле, нанохимия. Научная новизна определяется оригинальной методологией, экспериментальными и расчетными подходами.
Радиационно-химические процессы в молекулярных льдах на основе углеводородов C2
(2016 — 2017)
Проект выполняется при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований
(грант # 16-33-00859 мол_а)
Руководитель — асп. С.В. Рязанцев
Основные исполнители от лаборатории: асп. Каменева С.В., студ. Засимов П.В., студ. Брилинг К.Р.,
студ. Волосатова А.Д. Аннотация
Проект направлен на изучение механизмов радиационно-химических превращений в низкотемпературных конденсированных фазах на основе ацетилена, этилена и этана, представляющих интерес с позиций моделирования процессов, происходящих в планенартных и межзвёздных льдах под действием ионизирующих излучений. В рамках проекта планируется впервые систематически исследовать структуру и низкотемпературные реакции интермедиатов и стабильных продуктов радиолиза, образующихся в льдах различного состава на основе углеводородов С2 в условиях воздействия рентгеновского излучения с энергией 10 – 30 кэВ при температурах от 7 K. В качестве основных методов исследований будут использованы ИК- и ЭПР-спектроскопия. На основании полученных данных будет предложена правдоподобная схема механизма радиационно-индуцированных превращений углеводородов и примесных молекул (простых кислород- и азотсодержащих соединений) в исследуемых системах.
Стабилизация и реакции избыточных электронов
в низкотемпературных стеклообразных ионных жидкостях
(2014 — 2015)
Проект выполняется при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований
(грант # 14-03-31978 мол_а)
Руководитель — н.с. Е.В. Саенко
Основные исполнители от лаборатории: н.с., к.х.н. Ширяева Е.С. Аннотация
Проект направлен на исследование судьбы радиационно-индуцированных избыточных электронов в ионных жидкостях. В рамках проекта предполагается проанализировать влияние состава ионной жидкости (природы аниона и катиона) на пути реакции электронов, экспериментально изучить возможность физической стабилизации избыточных электронов, а также их свойства. Ожидаемые результаты имеют фундаментальное значение для понимания первичных радиационно-химических процессов, а также представляют интерес для различных областей химии.
Ион-радикальные интермедиаты
радиационно-химических превращений органических карбонатов
(2014 — 2015)
Проект выполняется при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований
(грант # 14-03-32088 мол_а)
Руководитель — н.с., к.х.н. Е. С. Ширяева
Основные исполнители от лаборатории: асп. Е.В. Саенко Аннотация
Проект направлен на исследование механизмов радиационно-химических превращений и процессов окислительной деградации органических карбонатов, протекающих через стадию образования первичных ион-радикалов. В рамках данного проекта планируется впервые экспериментально и теоретически исследовать структуру и свойства таких ион-радикалов с применением модельных экспериментов и квантово-химических расчетов. В качестве основных экспериментальных методов исследования будут использованы спектроскопия ЭПР и электронная спектроскопия поглощения. Наряду с экспериментальными исследованиями, будут проведены квантово-химические расчеты структуры, устойчивости и магнитно-резонансных параметров ион-радикалов. Предполагается провести систематическое сопоставление данных об электронном строении и селективности превращений катион-радикалов и анион-радикалов исследуемых органических карбонатов, а также сравнить основные направления превращения ион-радикалов органических карбонатов и сложных эфиров монокарбоновых кислот. На основании полученных данных будут сформулированы представления о связи между структурой ион-радикалов органических карбонатов и их устойчивостью в радиационно-химических и окислительных процессах.
Моделирование эффектов тонкой настройки
в радиационной химии молекулярных систем:
стабилизация и реакции избыточных электронов
(2012 — 2014)
Проект выполняется при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований
(грант # 12-03-01009-a).
Руководитель — д.х.н., проф. В. И. Фельдман
Основные исполнители от лаборатории: асп. Е.В. Саенко, н.с., к.х.н. И. А. Баранова, с.н.с., к.ф.-м.н. Д.Н. Лайков, н.с. С.И. Белопушкин, вед.инж. И.В. Тюльпина, асп. С.В. Рязанцев Аннотация
Проект направлен на экспериментальное и теоретическое исследование взаимодействия радиационно-индуцированных избыточных электронов с молекулами и кластерами соединений со слабо отрицательным газофазным сродством к электрону в низкотемпературных матрицах. В рамках проекта предполагается впервые проанализировать влияние локальной конфигурации окружения и эффектов конформационного отбора на реакции захвата избыточных электронов и стабилизацию анион-радикалов, сформулировать критерии устойчивости молекулярных и кластерных анион-радикалов в неполярных и малополярных средах, а также исследовать возможность «переключения» между различными механизмами захвата электрона.
Реакции радиационно генерированных атомов водорода и кислорода
в матрицах твёрдых инертных газов
(2012 — 2013)
Проект выполняется при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований
(грант # 12-03-31559 мол_а)
Руководитель — н.с. А. В. Кобзаренко
Основные исполнители от лаборатории: студ. С.В. Рязанцев, студ. С.В. Каменева Аннотация
Задача проекта – исследование стабилизации, динамики и химических реакций атомов водорода и кислорода, образующихся в результате радиационно-химических и фотохимических превращений изолированных молекул в матрицах твёрдых инертных газов. Для этих целей будут использованы реакции синтеза и селективной фотодиссоциации соединений с необычными химическими связями H-Ng и H-Ng-O – гидридов инертных газов – метастабильных молекул, обладающих большой запасённой энергией.
Структура и фотохимические реакции ион-радикалов алифатических алкинов
(2011 — 2013)
Проект выполняется при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований
(грант # 11-03-00924-a)
Руководитель — в.н.с., к.х.н. Д. А. Тюрин
Основные исполнители от лаборатории: с.н.с., к.ф.-м.н. Д.Н. Лайков, асп. Е.С. Ширяева Аннотация
Проект направлен на развитие и обоснование представлений о механизмах селективности фотохимических и термических превращений ион-радикалов алифатических алкинов. Планируется впервые изучить фотохимические реакции катион-радикалов и анион-радикалов алифатических алкинов в твердых низкотемпературных матрицах. Наряду с экспериментальными исследованиями, будут проведены квантово-химические расчеты структуры, устойчивости и магнитно-резонансных параметров ион-радикалов. Предполагается провести систематическое сопоставление данных об электронном строении и селективности фотохимических и термических превращений катион-радикалов и анион-радикалов исследуемых соединений.
Новые подходы к управлению радиационно-химическими процессами
для получения металл-полимерных нанокомпозитов
(2011 — 2012)
Проект выполняется совместно с Hacetteppe University (Prof. Olgun Guven, Ankara, Turkey)
при поддержке РФФИ и TUBITAK (Турция) (грант # 11-03-91374-СТ-а)
Руководитель — проф. В. И. Фельдман
Основные исполнители от лаборатории: н.с., к.х.н. Е.А. Зезина, н.с. С. И. Белопушкин, студ. В.В. Дё,
н.с., к.б.н. А.В. Данченко Аннотация
Проект направлен на разработку новых подходов к управлению размерами, пространственным распределением, организацией и устойчивостью наночастиц металлов, получаемых путем радиационно-химического восстановления ионов металлов в полимерных матрицах. В основу проекта заложены три основных принципа управления: «радиационно-физический», «кинетический» и «матрично-диффузионный». Будет исследовано радиационно-индуцированное образование металлических наночастиц как из благородных, так и из неблагородных металлов. Кроме того, планируется изучить возможность получения биметаллических наночастиц путем контролируемого восстановления ионов металлов в смешанных системах.