Спектральні властивості функціональних електронмістких молекулярних систем з направленим перенесенням електронних збуджень - Автореферат

Київський національний університет імені Тараса ШевченкаРобота виконана на кафедрі експериментальної фізики фізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Київ Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Ящук Валерій Миколайович, професор, завідувач кафедри експериментальної фізики фізичного факультету (Київський національний університет імені Тараса Шевченка). Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Забашта Юрій Федосійович, професор кафедри молекулярної фізики фізичного факультету (Київський національний університет імені Тараса Шевченка); Захист відбудеться “21” червня 2004 р. о 1030 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.23 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, м.Такі макромолекули потрібні і тоді, коли необхідно відвести енергію від (або подати до) даної точки молекулярної системи, щоб зупиняти або, навпаки, прискорювати хімічну реакцію. Ці сполуки поглинають в ультрафіолетовому (УФ) та видимому спектральних діапазонах, і в них, завдяки саме наявності р-електронних систем, реалізується перенесення енергії електронного збудження. Наприклад, встановлення положення збуджених енергетичних рівнів певного набору р-електронних систем, дизайн на їх основі сполук з заданою ієрархією енергетичних рівнів та спектральне тестування наявності перенесення електронних збуджень у синтезованих сполуках дозволяють створювати функціональні молекулярні системи, що можуть бути використані як базисні елементи наноелектроніки. Результати досліджень спектрального прояву сорбційних властивостей полімерних комплексів дозволяють використовувати ці комплекси як сенсори з оптичним відгуком в УФ та видимому спектральних діапазонах на наявність певних домішок у воді. Отже, представлені в даній дисертаційній роботі результати досліджень процесів перенесення електронних збуджень в ряді р-електронмістких сполук та оптичного відгуку сорбційних властивостей полімерних сенсорів дають змогу пропонувати досліджувані обєкти для використання в наноелектроніці та екології.У першому розділі на базі огляду літератури розглянуто загальну схему фотофізичних процесів, особливості поглинання, люмінесценції та перенесення енергії електронного збудження в органічних хромоформістких макромолекулах, коротко описані відомі механізми цього перенесення (зокрема, розповсюдження екситонів у ланцюгах полімерних макромолекул). Спектри флюоресценції та фосфоресценції реєструвалися: при температурах 77 K та 293 K - на установці для запису спектрів люмінесценції, сконструйованій на базі призмового спектрографа ИСП-28 з фотоелектричною приставкою (ФЭУ-39а); при температурах 4,2?77 K - на спектрофлюориметрі Hitachi MPF-4. Димер ОФФТІ, реалізований за схемою, найбільш сприятливою для спостереження перенесення триплетних електронних збуджень, де при переході від ланки до ланки (в певному напрямку) відбувається поступове зниження триплетних рівнів і одночасне підвищення синглетних. З урахуванням цієї обставини було проведено дизайн, синтез та спектральне тестування димеру дезоксиаденіліл-дезоксигуанозину (д(АГ)), що складається з дезоксиаденозина та дезоксигуанозина, та тримеру дезоксиаденіліл-тиміділ-дезоксицитідіна (д(АТЦ)), що містить дезоксиаденозин, тимідін та дезоксицитідін (нуклеозидні ланки цих сполук послідовно зєднані групами PO4H). Оскільки при будь-якому збудженні спектри фосфоресценції 5"ЦЦЦГГГТТТААА3" та д(АТЦ) практично схожі і в складі молекул цих речовин є послідовність AT, то, враховуючи той факт, що триплетний рівень А-ланки - найнижчий, логічно припустити, що центром, відповідальним за фосфоресценцію цих сполук, є ексиплексо-подібний комплекс, що утворюється між сусідніми А-та Т-ланками.В дисертаційній роботі наведені результати дизайну та дослідження спектроскопічними методами фотофізичних властивостей ряду функціонально діючих макромолекул, що містять не спряжені між собою р-електронні системи, процесів розповсюдження синглетних та триплетних збуджень в цих макромолекулах та їх впливу на інші процеси. На основі встановленої енергетичної структури ланок здійснено дизайн димерів оксифенілфталіміду й оксифенілнафталіміду та тримеру нафталімідодифенілбензоату з наперед заданим напрямком перенесення триплетних збуджень. Спектральне тестування функціональності цих сполук вказує на те, що існує направлене перенесення триплетних збуджень: в динуклеотиді д(АГ) - з гуанозинової (Г) групи на аденозинову (А); у тринуклеотиді д(АТЦ) та олігонуклеотиді 5"ЦЦЦГГГТТТААА3" з Ц-груп на пастку, повязану з комплексом, що утворюється в АТ (аденозин-тимідін) послідовностях. Ці речовини, а також речовини, мова про які йшла у висновку 1, можуть бути використані в наноелектроніці як "однонаправлені молекулярні провідники", які сполучають елементи певного молекулярного пристрою.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ