Влияние выборочной сольватации в бинарных смесях на фотофизические свойства цианиновых красителей

• Автор: Гулаков, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Глава I Литературный обзор

1.1 Цианиновые красители

1.1.1 Химическая структура и номенклатура

1.1.2 Агрегация цианиновых красителей

1.1.3 Фотоизомеризация цианиновых красителей

1.2 Выборочная сольватация

* 1.3 Критические явления в бинарных растворах

Глава II Техника эксперимента

2.1 Вещества и растворители

2.2 Приготовление образцов

2.3 Приборы и методы

2.3.1 Метод счёта одиночных фотонов
2.3.2 Фазо-модуляционный метод
2.3.3 Методы обработки экспериментальных данных
2.3.4 Измерение квантовых выходов флуоресценции
Глава III Динамика сольватной оболочки в бинарной смеси
3.1 Введение
3.2 Модель выборочной сольватации
• 3.3 Математическое описание модели выборочной сольватации

3.3.1 Система двух состояний
3.3.2 Система N состояний
3.4 Донорно-акцепторная система Ру(8)БМА
3.5 Выводы
Глава IV Влияние сольватации на фотофизику цианинов
4.1 Введение
4.2 Абсорбционно-Флуоресцентный метод
4.3 Влияние полярного микрокластера на фотоизомеризацию
4.4 Влияние выборочной сольватации на анизотропию флуоресценции красителя
4.5 Влияние полярного микрокластера на квантовый выход флуоресценции красителя
4.6 Выводы
Выводы
Список литературы
Актуальность темы. Современная фундаментальная наука за последние три десятилетия далеко продвинулась в области предсказания фото-физических и фотохимических свойств молекул, причём достигнутые результаты во многом получены благодаря развитию компьютерной техники и вычислительных методов. Зачастую в квантовомеханических расчётах молекулы предполагают изолированными, т.е. помещёнными в вакуум. Данное приближение позволяет получить хорошие результаты для газовой фазы при «вполне посильном» объёме вычислений. Однако, большинство химических и биохимических реакций проходит в конденсированной фазе, т.е. жидкостях, гелях и твёрдых телах, где становится существенным взаимодействие между молекулами. Поэтому учёт влияния среды (например, учёт сольватационных процессов) на энергии электронных состояний растворённых молекул является важной задачей фотофизики и фотохимии.
Несмотря на большое количество работ по сольватации, особенно за последнее десятилетие, многие вопросы до сих пор остаются открытыми. К таким вопросам можно отнести, например, механизм влияния сольватации в бинарных растворителях с различающимися по полярности компонентами на динамику электронно-возбуждённого состояния хромофора. Следует отметить, что если раньше основное внимание уделялось изучению равновесных сольватных состояний, то в последние десять лет исследования сместились в область динамики сольватации, чему способствует
мизируют для получения минимального значения времени однофотонного отклика фотоумножителя.
Экспериментальная установка. В ходе эксперимента измерялись времена затухания флуоресценции методом корреляции одиночных фотонов на флуориметре Пио1лте 200 (РюофиаЩ, Германия). Данная установка, схематично представленная на рис.2.5, позволяет производить временные измерения в наносекундном диапазоне (от 200 пс до 1 мкс). В качестве импульсного источника света используется газоразрядная лампа, наполненная азотом при давлении 1,1 атм. Перед началом измерений газ из лампы откачивается при помощи масляного насоса, после чего наполняется азотом из баллона до давления в лампе 1,25-1,30 атм. Затем азот вновь откачивается, и эта процедура повторяется 8-10 раз. На последнем цикле лампа наполняется азотом до давления штатного рабочего режима (т.е.
1,1 атм.). Периодически (каждые 50 часов работы лампы) производится чистка электродов лампы наждачной бумагой и спиртом. При сборке лампы очень существенно поместить электроды так, чтобы газовый разряд происходил в фокусе вогнутого зеркала, на оптической оси собирающей линзы; а также четко установить расстояние между электродами в 0,3 мм, так как этот параметр, форма электродов, их чистота, а также давление в лампе, существенно влияют на протяженность импульса лампы во времени и его интенсивность.
Длительность импульса лампы составляет примерно 1,5 не, многие органические молекулы имеют значения времени затухания флуоресценции от нескольких десятых до десятков наносекунд, в этом случае измеренная кривая затухания флуоресценции не может быть непосредственно приближена суммой экспоненциальных функций. Должна быть осуществлена процедура деконволюции свертки двух функций: истиной функции