Управляемая самоорганизация азопорфиринов в 2D- и 3D-наноструктуры в ленгмюровских слоях и пленках Ленгмюра-Блоджетт

• Автор: Майорова, Лариса Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 382 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОТ МОЛЕКУЛЯРНОЙ АРХИТЕКТУРЫ К НАНОАРХИТЕКТОНИКЕ ОРГАНИЗАЦИЯ ПОРФИРИНОВ В 2Э И ЗЭ АНСАМБЛИ литературный обзор в сопоставлении с задачами работы
1.1. Индустрия наносистем. Технология ЛенгмюраБлоджетт ключевая технология наноархитектоники

1.1.1. Нанотехнология и наноматериалы. Достижения и проблемы индустрии наносистем

1.1.2. Технология ЛенгмюраБлоджетт как инструмент для исследования, получения и организации наноструктур органических соединений
1.2. Самоорганизация макрогетероциклических соединений порфиринового типа в и ансамбли

1.3. Материалы на основе порфиринов. Проблемы формирования пленок заданной структуры

1.3.1. Тонкопленочные материалы на основе порфиринов

1.3.2 Агрегация азапорфиринов. Проблемы управления структурой плавающих слоев и ЛБ пленок

ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ I. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ РАБОТЫ

ГЛАВА II. МОДЕЛЬ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ЛЕНГМЮРОВСКОГО СЛОЯ И МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕГО СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ
.1. Исследование плавающих слоев и ЛБпленок амфифильных соединений нелипидной природы
.2. Модель монослоя. Метод количественного анализа изотерм
.2.1. Проблемы формирования, анализа изотерм и построения модели плавающего монослоя
.2.2. Двумерная агрегация Модель наноструктурированного
ленгмюровского слоя и метод количественного анализа изотерм
.2.3. Модель Ммонослоя в изменяющихся условиях
.2.4. Прогнозирование результатов. Направления развития модели и метода
II.3. Возможности построенной модели и разработанного метода. Диаграммы состояния и паспорт плавающих слоев тетратретбутилфталоцианин меди
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ II
ГЛАВА III. 2 И ЗЭНАНОСТРУКТУРЫ В ПЛАВАЮЩИХ СЛОЯХ АЗАПОРФИРИНОВ
III.1. Влияние структуры наноагрегатов на микроструктуру ленгмюровских слоев
1.2. Роль растворителя в формировании наноструктур в плавающих слоях
1.3. Получение стабильных Зйнаноструктур порфиразина меди по данным изотерм сжатия, микроскопии под углом Брюстера, оптической спектроскопии
1.4. Безводные М,агрегаты замещенный порфиразин меди. Взаимодействия в полислоях
1.5. Формирование мономолекулярных агрегатов полиядерные фталоцианины меди тример димер мономер
1.6. Наноразмерные акваагрегаты фталоцианины кобальта ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ II
ГЛАВА IV УПРАВЛЯЕМАЯ САМООРГАНИЗАЦИЯ АЗАПОРФИРИНОВ В ЗОНАНОСТРУКТУРЫ В ПЛЕНКАХ ЛЕНГМЮРАБЛОДЖЕТТ
IV. 1. Первые супермолекулы порфиринов. Получение и рентгеновские исследования
1Л2. Два механизма формирования ансамблей замещенный порфиразин меди
1.3. Получение наноструктур и импринта ленгмюровского слоя в матрице соли жирной кислоты, Определение размера наноагрегатов по данным малоуглового рентгеновского и нейтронного рассеяния
IV.4. Обратимый температурный переход в высокоориентированной супермолекулярной ЛБпленке. Исследования с использованием синхротронного рентгеновского излучения
IV.5. Условия формирования стабильных наноструктур замещенные фталоцианины меди и кобальта
Мб. Иерархия азапорфириновых ансамблей. Микро и наноструктура плавающих слоев и ЛБпленок ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ БЛАГОДАРНОСТИ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Приводится синтез дискретных независимых порфириновых нанолистов с использованием метода переосаждения . Сформированы пучки порфириновых нановолокон посредством ионной самосборки растворимых и нерастворимых в воде порфиринов . Синтезировали и охарактеризовали порфириновые наночасгицы 0 нм в диаметре ,. Описана самосборка лэлектронных амфифильных соединений нелипидного типа, состоящих из порфиринфуллереновых диад в равномерно распределенных по размеру в водной среде везикулах . В отличие от полученных с помощью самосборки структур в трехмерных агрегатах и объемных материалах, молекулярные массивы, сформированные на границах с твердой поверхностью, позволяют сохранить функциональные свойства порфирина в искусственно созданных устройствах. Для характеристики молекулярных массивов на поверхности используются методы реитгеноструктурмого анализа, спектроскопии и микроскопии в том числе под углом Брюстера и сканирующая зондовая микроскопия, СЗМ туннельная и атомная силовая. Для таких исследований хорошими кандидатами являются молекулы с четко определенной формой, такие как порфирин, фталоцианин и фуллеремы, гак как они имеют предсказуемую форму. Использование СЗМ позволяет охарактеризовать ассоциированные массивы на основе порфиринов с молекулярным разрешением ,. В работах , установлено, что молекулярные массивы различной структуры могут быть получены объединением ряда иезотетразамещенных порфиринов, содержащих октадецилокси и карбоксил или пиридил группы, на поверхности высокоориентированного пирролитического графита на границе раздела фаз жидкостьтвердое зело. Описаны поверхностные структуры, состоящие из двухпалубных соединений. Сбо и С в двумерных порфириновых сетках с нанопорами, полученными в процессе самосборки на поверхности серебряной подложки . Первое СТМизображение дезотетрадодецил порфирина, иммобилизованною на поверхности Аи 1, приведено в . Продемонстрировано СТМизображение дискообразных порфириновых структур, порфириновых додекамеров, на границе жидкостьтвердое тело, в которых расстояние между молекулами порфирина на поверхности может очень точно контролироваться . В результате самоорганизации мезотетрадодецил порфирина, скоординированного на поверхности Аи1, получен монослой этого соединения . Хороший отклик появился благодаря контролируемой ориентации фуллерен С бо ферроцен диад. Продемонстрированы молекулярные изображения супрамолекулярных массивов в виде ианоремней, состоящих из частокола порфиринов кобальта на поверхности Аи . Использовалось два вида тетрафен ил порфиринов, содержащих две цианогруппы в различных положениях 0го и трансизомеры. Показано, что циклические домены тетрамеров формируются предпочтительно в случае ггоизомеров, тогда как для ш7оизомеров на СТМизображениях были обнаружены линейные молекулярные проволоки. Продемонстрировано образование полислоевой тонкой пленки карбоксифенилзамещениых порфиринов на поверхности . Важным тагом в направлении развития более высоко интегрированных сисем является формирование молекулярных систем с множеством компонентов 1. Описаны многокомпонентные массивы на основе фуллерена Со и производных порфирина 3. Предложен метод супрамолекулярной самосборки бинарных органических монослоев с помощью вакуумного напыления диинденоперилена и флюоринироваиного фталоцианина меди, которые обладают проводимое ыо и гипа, соответственно 5. Показано, что структура смеси этих соединений зависит как от выбора подложки 1 I или Аи0, чак и от соотношения компонентов смеси. Диимденоперилен и флюоринированный фгалоциапии меди образуют четко чередующиеся упорядоченные массивы на поверхности. Исследования для различных соотношений компонентов в смеси показали, что упорядоченные массивы формируются только для определенных соотношений компонентов, при которых взаимодействия молекулаподложка и молекуламолекула уравновешены. Это явление может рассматриваться как молекулярный сплав . В пасюящее время органическая химия дае хорошие возможности модифицировать макроциклические соединения в наиболее удобную форму, соответствующую конкретному применению.