Фотофизические процессы и молекулярная ассоциация в растворах бисцианинов

• Автор: Блинова, Ксения Геннадиевна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 107 с.

Оглавление
Введение
Глава I.
Спектроскопические проявления структурных особенностей органических молекул и межмолекулярных взаимодействий в их растворах и полимерных матрицах.
§ 1.1 Первичные фотопроцессы в молекулах красителей
§ 1.2 Химические и физические ассоциаты молекул сложных
органических соединений в растворах и полимерных матрицах
§ 1.3 Строение и спектрально-люминесцентные свойства
полиметиновых красителей
§ 1.4 Метод нелинейной флуориметрии в исследовании растворов Сложных органических соединений
Глава II.
Методика эксперимента и объекты исследования.
§2.1 Приготовление растворов и полимерных пленок органических красителей. Измерение спектров поглощения и люминесценции, измерение pH растворов
§ 2.2 Методика разложения широкополосных спектров поглощения и люминесценции на элементарные полосы и определение порядка ассоциации
§ 2.3 Установка коррелированного счета единичных фотонов
§ 2.4 Установка для измерения насыщения флуоресценции растворов органических красителей

Глава III.
Влияние структуры бисциаиинов на спектрально-люминесцентные свойства.
§ 3.1 Спектры поглощения полиметиновых красителей, содержащих в молекуле два хромофора
§ 3.2 Спектры люминесценции
§ 3.3 Ассоциация материнского красителя в растворах и пленках
§ 3.4 Ассоциация бисцианиновых красителей в растворах и пленках.. Глава IV.
Изучение фотофизпческих свойств органических соединений методом насыщения флуоресценции.
§4.1 Применение метода эталонного красителя в флуориметрии насыщения для определения спектральных характеристик органических красителей
§ 4.2 Изучение фотофизических свойств этанольных растворов
бисцианиновых красителей методом насыщения флуоресценции
§ 4.3 Насыщение материнского красителя при наличии
ассоциированных молекул в растворе
§ 4.4 Флуоресценция бисцианиновых красителей, включенных в полимерную матрицу при лазерном возбуждении
Заключение
Литература

Введение

Органические красители широко применяются в различных областях науки и техники - в квантовой электронике, фотобиологии, средствах записи информации, текстильной промышленности, цветной и черно-белой фотографии, полиграфии и др. Они являются эффективными приемниками световой радиации, трансформирующими затем энергию электронного возбуждения в другие виды энергии. Исследование взаимодействия интенсивных световых импульсов с растворами красителей привело к созданию оптических квантовых генераторов с перестраиваемой частотой генерации (лазеры на красителях).
Важным классом органических красителей являются полиметиновые (цианиновые) красители, которые служат эффективными преобразователями световой энергии в видимой и ближней ИК -области спектра. Они способны сенсибилизировать и десенсибилизировать различные фотопроцессы, усиливать и ослаблять излучение, изменять его длину волны, вследствие чего широко используются в качестве фотосенсибилизаторов, пассивных затворов и активных сред лазеров, флуоресцентных зондов, фоторезисторов и новых средств записи информации. Для эффективного поиска полиметиновых красителей, способных целенаправленно преобразовывать световую энергию, возникла необходимость в установлении закономерностей между химическим строением полиметинов и их спектрально-люминесцентными свойствами. В последнее время особенное внимание уделяется исследованию спектрально-люминесцентных свойств соединений с двумя хромофорами [1-5], так как они способны вследствие внутримолекулярного переноса поглощенной световой энергии от одного хромофора к другому, эффективно переизлучать ее с большим красным сдвигом. Бисцианиновые красители представляют собой очень интересный объект с точки зрения исследования взаимодействия их хромофоров.
Прекрасными преобразователями световой энергии могут оказаться и цианиновые красители с простыми анионами в случае их агрегации, в частности, .1-агрегации. Несмотря на достаточно длинную историю, интерес к .1-агрегатам полиметиновых красителей за последние десять лет не только не уменьшился, но даже возрос, в частности, из-за существенного прогресса в области молекулярной архитектуры и нанотехнологии. Молекулярные агрегаты являются своеобразным промежуточным звеном между отдельными молекулами и макроскопическими хорошо организованными молекулярными кристаллами, что объясняет фундаментальный интерес к этим объектам.
Более 20 лет .1-агрегаты широко применяются в фотопромышленности в качестве сенсибилизаторов. Кроме того, использование агрегатов позволяет осуществлять более

Спектры флуоресценции и возбуждения флуоресценции регистрировались на спектрофлуориметре ,1оЬт Ууоп ЗС8. Все спектры подвергались коррекции, необходимой в связи с приборными эффектами (зависимость от длины волны интенсивности источника возбуждающего света (ксеноновая лампа), чувствительность ФЭУ и т. п.). Методика корректировки приведена в описании прибора [122].
Для того, чтобы максимально устранить влияние реабсорбции излучения на спектры люминесценции и возбуждения люминесценции, использовались такие концентрации растворов и такие величины оптических путей, чтобы оптическая плотность в максимуме спектра поглощения красителя была не больше 0,05. Для измерения спектров растворов различных концентраций использовались кварцевые кюветы, обеспечивающие толщину оптического слоя от 5 мкм до 10 см. Квантовые выходы флуоресценции растворов и пленок находились относительным методом [123] с использованием в качестве эталона раствора родамина 6Ж в этаноле (Вкв~ 88%) или водного раствора эозина (Вкв = 20%) [21] .
Квантовый выход флуоресценции эозина зависит от pH раствора [4], поэтому, чтобы исключить случайное изменение кислотности, мы работали с буферным раствором красителя. Использовался 50 мМ глициновый буфер (pH 9,2). Неизменность pH раствора контролировалась с помощью рН-метра рН-340.