РФФИ-JSPS (проект № 17-52-50004)

 

Исследование оптических и структурных свойств одно- и двумерных наноуглеродных материалов, функционализированных фотоактивными органическими молекулами

Проект № 17-52-50004 совместно поддержан Российским фондим фундаментальных исследований (РФФИ) и Японским обществом продвижения науки (JSPS)
 

Руководитель проекта с российской стороны: проф. Баранов Александр Васильевич, , д.ф-м.н.

Руководитель проекта с японской стороны:  проф. Наоки Коматсу (Naoki Komatsu), Ph.D.

 

Цель проекта:

Исследование физических механизмов влияния оптических и структурных свойств одно- и двумерных углеродных наноструктур (одностенные нанотрубки и графен), рассматриваемых в качестве наноплатформ для адресной доставки, на фотофизические и функциональные свойства фотоактивных органических молекул, адсорбированных на их поверхности.

Задачи: 

1. Развитие методов оптической диагностики морфологии, совершенства и дефектности структуры одно, и двумерных углеродных наноматериалов и их производных, функционализированных оптическими активными или фотосенсибилизирующими молекулами, а также диагностики фотофизических свойств сорбированных молекул. 
2. Установление закономерностей влияния протяженной пи-электронной подсистемы поверхности углеродных наноструктур, включая эффекты переноса энергии, на оптическое поглощение и спектрально/кинетические характеристики люминесценции оптически активных и фотосенсибилизирующих тетрапиррольных молекул, сорбированных на нанотрубках разной хиральности и многослойном графене разной толщины. 
3. Развитие модели влияния протяженной пи-электронной подсистемы углеродной подложки различной морфологии и дефектности на оптические характеристики тетрапиррольных молекул, сорбированных на этих подложках.
4. Определение, типа оптимальной углеродной наноплатформы для сорбции функциональных тетрапиррольных молекул, при которой достигается сохранение фотодинамических свойств молекул к генерации активных форм кислорода. 

Исполнители:

Иностранные партнёры:

 

            

 
Публикации
 
 
 
Boron doped diamond synthesized from detonation nanodiamond in a C-O-H fluid at high pressure and high temperature

Shakhov, Fedor M., Andrey M. Abyzov, and Takai K. "Boron doped diamond synthesized from detonation nanodiamond in a COH fluid at high pressure and high temperature." Journal of Solid State Chemistry 256 (2017): 72-92.

Martynenko, I.V., Litvin, A.P., Purcell-Milton, F., Baranov, A.V., Fedorov, A.V. and Gun'ko, Y.K. "Application of semiconductor quantum dots in bioimaging and biosensing." Journal of Materials Chemistry B 5.33 (2017): 6701-6727.
Kormilina, T.K., Cherevkov, S.A., Fedorov, A.V. and Baranov, A.V. "Cadmium Chalcogenide Nano-Heteroplatelets: Creating Advanced Nanostructured Materials by Shell Growth, Substitution, and Attachment." Small 5 (2017): 6701-6727.
 Martynenko, I.V., Baimuratov, A.S., Osipova, V., Kuznetsova, V.A., Purcell-Milton, F., Rukhlenko, I.D., Fedorov, A.V., Gun'ko, Y.K., Resch-Genger, U. and Baranov, A.V. "Excitation Energy Dependence of the Photoluminescence Quantum Yield of Core/Shell CdSe/CdS Quantum Dots and Correlation with Circular Dichroism." Chemistry of Materials 30.2 (2017):465–471.
 
Обмен опытом
 
28 августа 2017 г. в международном научно-образовательном центре физики наноструктур прошел семинар с участием японских коллег «Workshop on Nanocarbon Science (RFBR/JSPS Project 2017-2018)». В ходе семинара обсуждались актуальные исследования  углеродных наноструктур. Программа семинара представлена на сайте кафедры ОФиСЕ.
 
На фото слева направо: Проф. Коматсу, Фёдор Шахов, Владимир Осиров и проф. Такаи  на семинаре в университете ИТМО, проходившем  в дубовом зале особняка Г. Г. Елисеева (ныне корпус ИТМО).
 
 
4-12 ноября 2017 г Юлия Громова и Кирилл Богданов посетили лабораторию проф. Коматсу в Киотском университете. В ходе встречи обсуждался план выполнения проекта, а также были синтезированы лабораторные образцы графена и нитрида бора связанного с хлорином е6.
 
Юлия Громова и Кирилл Богданов с Проф. Коматсу с сотрудниками его лаборатории.

2018 год

23 - 30 сентября 2018 г состоялся визит в Японию (университет Хосей и университет Киото) для представления и обсуждения результатов работы по проекту. 

 

Участники проекта вместе соруководителем проекта проф. К. Такаи в университете Хосей

28 - 29 сентября 2018 года участие в семинаре в университете Киото с участием всех команд проета (университет ИТМО, университет Шиншу, университет Хосей, университет Киото)

 

1. Рабочая программа семира:

2. Доклады участников проекта:

Выступление Y. Zou (университет Киото)

Выступление N. Kodami (университет Хосей)

Выступление К. Багданова (университет ИТМО)
 
Публикации за 2018 г по тематике проекта:
  1. Visheratina A. K. et al. Influence of CdSe and CdSe/CdS nanocrystals on the optical activity of chiral organic molecules //Journal of Materials Chemistry C. – 2018. – Т. 6. – №. 7. – С. 1759-1766.
  2. Savaram K. et al. Dry microwave heating enables scalable fabrication of pristine holey graphene nanoplatelets and their catalysis in reductive hydrogen atom transfer reactions //Carbon. – 2018. – Т. 139. – С. 861-871.
  3. Litvin A. P. et al. Strong Enhancement of PbS Quantum Dot NIR Emission Using Plasmonic Semiconductor Nanocrystals in Nanoporous Silicate Matrix //Advanced Optical Materials. – 2018. – Т. 6. – №. 6. – С. 1701055.
  4. Gromova Y. A. et al. Magnetic and optical properties of isolated and aggregated CoFe2O4 superparamagnetic nanoparticles studied by MCD spectroscopy //The Journal of Physical Chemistry C. – 2018. – Т. 122. – №. 21. – С. 11491-11497.
  5. Osipov V. Y. et al. Investigation of NV (−) centers and crystallite interfaces in synthetic single-crystal and polycrystalline nanodiamonds by optical fluorescence and microwave spectroscopy //Journal of Optical Technology. – 2018. – Т. 85. – №. 2. – С. 63-72.
  6. Osipov V. Y. et al. Identifying quasi-free and bound nitrate ions on the surfaces of diamond nanoparticles by IR and x-ray photoelectron spectroscopy //Journal of Optical Technology. – 2018. – Т. 85. – №. 3. – С. 122-129.
  7. Martynenko I. V. et al. Excitation Energy Dependence of the Photoluminescence Quantum Yield of Core/Shell CdSe/CdS Quantum Dots and Correlation with Circular Dichroism //Chemistry of Materials. – 2018. – Т. 30. – №. 2. – С. 465-471.
  8. Bogdanov K. V. et al. Highly intensive emission of the NV− centers in synthetic HPHT microdiamonds at low nitrogen doping //APL Materials. – 2018. – Т. 6. – №. 8. – С. 086104.