Послеобеденная сессия конференции была посвящена современным направлениям молекулярной электроники и функциональных материалов.
Первой выступила доцент МИТХТ им. М.В. Ломоносова, к.х.н. Надежда Валерьевна Коновалова с докладом «Супрамолекулярные системы на основе порфиринов для создания устройств молекулярной электроники». Особое внимание было уделено применению тетрапиррольных соединений в фотовольтаике — перспективной альтернативе кремниевым солнечным элементам. Широкие возможности молекулярного дизайна порфиринов позволяют создавать донорно-акцепторные push–pull системы, значительно повышающие эффективность преобразования энергии.
Далее слово взяла н.с. лаборатории электронных и фотонных процессов в полимерных наноматериалах ИФХЭ РАН Варвара Алексеевна Кабанова. В её докладе речь шла о гибридных материалах на основе фталоцианинов меди и цинка в полимерной матрице, применяемых для разработки высокочувствительных оптических сенсоров аммиака.
Затем с.н.с. той же лаборатории, к.х.н. Алексей Евгеньевич Александров представил доклад о новых структурах на основе перовскитов для регистрации рентгеновского излучения. Докладчик подчеркнул важность комбинированного подхода к детекции высокоэнергетического излучения, включающего в себя использование как сцинтилляционного, так и фоточувствительного компонентов.
После кофе-брейка доцент МИТХТ им. М.В. Ломоносова, к.х.н. Ксения Александровна Жданова сделала развернутый обзор, посвящённый антимикробной и противоопухолевой активности фотосенсибилизаторов в свободной и полимерной формах. Были рассмотрены механизмы их действия, особенности супрамолекулярной организации и возможности практического применения в фотодинамической терапии.
Завершил сессию в.н.с. лаборатории электронных и фотонных процессов в полимерных наноматериалах ИФХЭ РАН, к.х.н. Дмитрий Александрович Лыпенко. В его докладе рассматривались органические источники света на основе производных полифлуорена, низкомолекулярных соединений донорно-акцепторного типа. Описанный в работе подход открывает перспективы для разработки новых люминесцентных и оптоэлектронных материалов.
#Супраз2025
Первой выступила доцент МИТХТ им. М.В. Ломоносова, к.х.н. Надежда Валерьевна Коновалова с докладом «Супрамолекулярные системы на основе порфиринов для создания устройств молекулярной электроники». Особое внимание было уделено применению тетрапиррольных соединений в фотовольтаике — перспективной альтернативе кремниевым солнечным элементам. Широкие возможности молекулярного дизайна порфиринов позволяют создавать донорно-акцепторные push–pull системы, значительно повышающие эффективность преобразования энергии.
Далее слово взяла н.с. лаборатории электронных и фотонных процессов в полимерных наноматериалах ИФХЭ РАН Варвара Алексеевна Кабанова. В её докладе речь шла о гибридных материалах на основе фталоцианинов меди и цинка в полимерной матрице, применяемых для разработки высокочувствительных оптических сенсоров аммиака.
Затем с.н.с. той же лаборатории, к.х.н. Алексей Евгеньевич Александров представил доклад о новых структурах на основе перовскитов для регистрации рентгеновского излучения. Докладчик подчеркнул важность комбинированного подхода к детекции высокоэнергетического излучения, включающего в себя использование как сцинтилляционного, так и фоточувствительного компонентов.
После кофе-брейка доцент МИТХТ им. М.В. Ломоносова, к.х.н. Ксения Александровна Жданова сделала развернутый обзор, посвящённый антимикробной и противоопухолевой активности фотосенсибилизаторов в свободной и полимерной формах. Были рассмотрены механизмы их действия, особенности супрамолекулярной организации и возможности практического применения в фотодинамической терапии.
Завершил сессию в.н.с. лаборатории электронных и фотонных процессов в полимерных наноматериалах ИФХЭ РАН, к.х.н. Дмитрий Александрович Лыпенко. В его докладе рассматривались органические источники света на основе производных полифлуорена, низкомолекулярных соединений донорно-акцепторного типа. Описанный в работе подход открывает перспективы для разработки новых люминесцентных и оптоэлектронных материалов.
#Супраз2025
❤4🔥2🥰1
Последний день IX Международной конференции "Супрамолекулярные системы на поверхности раздела" начался с докладов о физической химии наноматериалов.
С лекцией "Наноэмульсии как универсальная среда для формирования нанореакторов и систем доставки лекарств" выступила в.н.с. лаборатории химии каликсаренов ИОФХ РАН, д.х.н. Альбина Юлдузовна Зиганшина. Использование подобных эмульсий в темплатном синтезе наночастиц позволяет создавать универсальные каталитические платформы с высокой удельной поверхностью. С другой стороны, применение наноэмульсий в качестве систем адресной доставки лекарств позволяет решить несколько проблем: улучшить биодоступность и биосовместимость препарата, а также сделать доставку таргетной для эффективной терапии.
Зав. лаборатории нанокапсул и адресной доставки лекарственных средств Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ "Курчатовский институт" Татьяна Владимировна Букреева рассказала о полислойной сборке полимерных микрокапсул. В докладе акцент был сделан на межмолекулярных взаимодействиях, которые управляют формированием подобных систем. Отдельная задача при сборке полиэлектролитных нанокапсул состоит в создании материала с управляемыми свойствами для контролируемого высвобождения лекарственных препаратов.
После кофе-брейка с лекцией выступил с.н.с. лаборатории химии бора и гидридов ИОНХ РАН, к.х.н. Андрей Петрович Жданов, который рассказал аудитории о золотых наночастицах как о универсальных платформах для создания новых тераностических препаратов. В докладе был сделан акцент на гибридных материалах на основе кластеров бора и золотых наночастиц для их применения в бор-нейтронозахватной терапии.
Руководитель отдела по работе с клиентами ООО "НКЦ ЛАБТЕСТ" Валентин Анатольевич Ярына представил сообщение о новых спектрофлуориметрах компании Techcomp.
Заведующая редакцией журнала Известия Академии Наук. Серия химическая (Russian Chemical Bulletin) Галина Николаевна Коннова рассказала о новой структуре статей по химии и об условиях публикации в журнале.
#Супраз2025
С лекцией "Наноэмульсии как универсальная среда для формирования нанореакторов и систем доставки лекарств" выступила в.н.с. лаборатории химии каликсаренов ИОФХ РАН, д.х.н. Альбина Юлдузовна Зиганшина. Использование подобных эмульсий в темплатном синтезе наночастиц позволяет создавать универсальные каталитические платформы с высокой удельной поверхностью. С другой стороны, применение наноэмульсий в качестве систем адресной доставки лекарств позволяет решить несколько проблем: улучшить биодоступность и биосовместимость препарата, а также сделать доставку таргетной для эффективной терапии.
Зав. лаборатории нанокапсул и адресной доставки лекарственных средств Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ "Курчатовский институт" Татьяна Владимировна Букреева рассказала о полислойной сборке полимерных микрокапсул. В докладе акцент был сделан на межмолекулярных взаимодействиях, которые управляют формированием подобных систем. Отдельная задача при сборке полиэлектролитных нанокапсул состоит в создании материала с управляемыми свойствами для контролируемого высвобождения лекарственных препаратов.
После кофе-брейка с лекцией выступил с.н.с. лаборатории химии бора и гидридов ИОНХ РАН, к.х.н. Андрей Петрович Жданов, который рассказал аудитории о золотых наночастицах как о универсальных платформах для создания новых тераностических препаратов. В докладе был сделан акцент на гибридных материалах на основе кластеров бора и золотых наночастиц для их применения в бор-нейтронозахватной терапии.
Руководитель отдела по работе с клиентами ООО "НКЦ ЛАБТЕСТ" Валентин Анатольевич Ярына представил сообщение о новых спектрофлуориметрах компании Techcomp.
Заведующая редакцией журнала Известия Академии Наук. Серия химическая (Russian Chemical Bulletin) Галина Николаевна Коннова рассказала о новой структуре статей по химии и об условиях публикации в журнале.
#Супраз2025
❤5👍2🔥2
Дорогие друзья!
Подошла к концу IX Международная конференция "Супрамолекулярные системы на поверхности раздела"!
В ходе конференции участники заслушали 18 пленарных лекций, 14 устных докладов и 18 устных сообщений молодых ученых.
Участники погрузились в мир физикохимии поверхности, химии макроциклических соединений и супрамолекулярных структур.
До скорых встреч!
Ожидайте новые посты о супрамолекулярной химии и новостях нашей лаборатории!
#Супраз2025
Подошла к концу IX Международная конференция "Супрамолекулярные системы на поверхности раздела"!
В ходе конференции участники заслушали 18 пленарных лекций, 14 устных докладов и 18 устных сообщений молодых ученых.
Участники погрузились в мир физикохимии поверхности, химии макроциклических соединений и супрамолекулярных структур.
До скорых встреч!
Ожидайте новые посты о супрамолекулярной химии и новостях нашей лаборатории!
#Супраз2025
❤7🔥5🥰2
Дорогие друзья!
Наша лаборатория физической химии супрамолекулярных систем традиционно занимается мономолекулярными плёнками на границах раздела👨🔬
Основной способ получения подобных систем в наших работах - метод монослоёв Ленгмюра и плёнок Ленгмюра-Блоджетт
История этой техники получения ультратонких плёнок началась в 20-х годах XX века с пионерских работ Ирвинга Ленгмюра и Кэтрин Блоджетт, посвящённых монослоям длинноцепочечных жирных кислот и спиртов на границе раздела воздух/вода🏖
Однако, начиная с 60-х годов метод Ленгмюра зарекомендовал себя как в сборке функциональных наноматериалов для сенсорики и электроники, так и в моделировании важнейших процессов в живых системах. Более того, поверхность раздела воздух/вода сыграла ключевую роль в зарождении жизни на Земле, ускоряя важнейшие химические реакции, включая фосфорилирование сахаров и полимеризацию аминокислот, которые в объёмной фазе термодинамически запрещены (ΔG > 0), но становятся возможными на поверхности (ΔG < 0).
В нашей новой рубрике #Ленгмюр_одобряет мы будем рассказывать о новейших открытиях в науке, сделанных с помощью метода монослоёв Ленгмюра, а также покажем самые замысловатые способы изучения структуры и свойств мономолекулярных плёнок на поверхности воды!
Наша лаборатория физической химии супрамолекулярных систем традиционно занимается мономолекулярными плёнками на границах раздела👨🔬
Основной способ получения подобных систем в наших работах - метод монослоёв Ленгмюра и плёнок Ленгмюра-Блоджетт
История этой техники получения ультратонких плёнок началась в 20-х годах XX века с пионерских работ Ирвинга Ленгмюра и Кэтрин Блоджетт, посвящённых монослоям длинноцепочечных жирных кислот и спиртов на границе раздела воздух/вода🏖
Однако, начиная с 60-х годов метод Ленгмюра зарекомендовал себя как в сборке функциональных наноматериалов для сенсорики и электроники, так и в моделировании важнейших процессов в живых системах. Более того, поверхность раздела воздух/вода сыграла ключевую роль в зарождении жизни на Земле, ускоряя важнейшие химические реакции, включая фосфорилирование сахаров и полимеризацию аминокислот, которые в объёмной фазе термодинамически запрещены (ΔG > 0), но становятся возможными на поверхности (ΔG < 0).
В нашей новой рубрике #Ленгмюр_одобряет мы будем рассказывать о новейших открытиях в науке, сделанных с помощью метода монослоёв Ленгмюра, а также покажем самые замысловатые способы изучения структуры и свойств мономолекулярных плёнок на поверхности воды!
🔥7❤3🥰3
И первой нашу рубрику #Ленгмюр_одобряет открывает работа крупного коллектива учёных из Германии и Китая, посвящённая синтезу двумерного полимера на межфазной поверхности для органической электроники🔬
Когда мы видим в журналах Nature статью, в которой используются наши любимые ванны Ленгмюра, сердце замирает💔
Эта работа не стала исключением...
Здесь авторы использовали крайне изобретательный подход к сборке ковалентного каркаса на основе тетрафенил-порфирината меди и графдиина, перенеся реакцию сочетания Глазера из колбы на поверхность воды!
Однако с какой целью этот синтез необходимо проводить в ванне Ленгмюра? Почему не просто в стакане на поверхности раствора...
Авторы подчёркивают, что получить описываемые полимеры сочетанием по Глазеру можно только путём предорганизации ионов меди особым образом, например, с помощью стеариновой кислоты. И именно возможность формирования на поверхности воды в ванне Ленгмюра монослоёв длинноцепочечных кислот с контролируемой плотностью упаковки позволяет получать ковалентные каркасы на интерфейсе: диин-сшитый тетрафенил-порфиринат меди и графдиин.
Подход SMAIS (surfactant-monolayer-assisted interfacial synthesis), продемонстрированный авторами, может быть использован для изменения направления реакций сочетания для получения функциональных наноматериалов с заданными свойствами.
Дальнейшее перенесение сформированных полимерных сеток методом плёнок Ленгмюра-Шефера позволило определить полупроводниковые свойства нового материала, а также измерить его проводимость, которая оказалась выше, чем у ранее известных двумерных полимеров и ковалентных каркасов (SEM-изображения прекрасно исполненного устройства прикреплены к посту).
Когда мы видим в журналах Nature статью, в которой используются наши любимые ванны Ленгмюра, сердце замирает💔
Здесь авторы использовали крайне изобретательный подход к сборке ковалентного каркаса на основе тетрафенил-порфирината меди и графдиина, перенеся реакцию сочетания Глазера из колбы на поверхность воды!
Реакция сочетания Глазера, приводящая к образованию диинового линкера, катализируется ионами меди. Авторам удалось отследить протекание реакции в монслое на поверхности воды, используя поверхностно-чувствительные методы исследования: рентгеновскую дифракцию в углах скользящего падения (GIXRD) и ИК-спектроскопию поглощения при отражении (IR-RAS)
Однако с какой целью этот синтез необходимо проводить в ванне Ленгмюра? Почему не просто в стакане на поверхности раствора...
Авторы подчёркивают, что получить описываемые полимеры сочетанием по Глазеру можно только путём предорганизации ионов меди особым образом, например, с помощью стеариновой кислоты. И именно возможность формирования на поверхности воды в ванне Ленгмюра монослоёв длинноцепочечных кислот с контролируемой плотностью упаковки позволяет получать ковалентные каркасы на интерфейсе: диин-сшитый тетрафенил-порфиринат меди и графдиин.
Подход SMAIS (surfactant-monolayer-assisted interfacial synthesis), продемонстрированный авторами, может быть использован для изменения направления реакций сочетания для получения функциональных наноматериалов с заданными свойствами.
Дальнейшее перенесение сформированных полимерных сеток методом плёнок Ленгмюра-Шефера позволило определить полупроводниковые свойства нового материала, а также измерить его проводимость, которая оказалась выше, чем у ранее известных двумерных полимеров и ковалентных каркасов (SEM-изображения прекрасно исполненного устройства прикреплены к посту).
❤5🔥3🤯1
Монослои Ленгмюра — это не только изящная платформа для создания молекулярных устройств, но и универсальная модель для имитации свойств биологических мембран. Исследуя монослои Ленгмюра можно глубже разобраться в механизмах формирования мембранных нанодоменов — так называемых «липидных рафтов».
В нашей лаборатории мы также исследуем мембраноподобные системы — везикулы, а также монослои липидов и неионогенных ПАВ — и нам хорошо знакомо это загадочное явление: в мембране могут возникать участки, отличающиеся по составу и свойствам от остальной мембраны. Именно такие динамичные домены играют ключевую роль в работе клеток, например, в передаче сигналов и интеграции белков.
В работе "Molecular Picture of the Transient Nature of Lipid Rafts" авторам удалось впервые на молекулярном уровне показать, как именно формируются и разрушаются липидные рафты.
Оказалось, что липидные рафты возникают в мембране спонтанно и ведут себя как наноскопические образования с собственной динамикой. Внутри них распространяются акустические фононы: продольные волны проходят дальше по мембране, тогда как поперечные быстро затухают и создают локальный стресс. В результате рафт становится более жёстким, чем окружающая его мембрана.
Но живут такие структуры недолго — всего несколько пикосекунд. Липиды лотерально диффундируют, напряжение спадает, и рафт распадается. Затем стресс распространяется по мембране, и на другом участке вновь зарождается новый домен. Так мембрана непрерывно «дышит» на молекулярном уровне, рождая и разрушая эти кратковременные области.
Авторы также показали, что добавление небольших молекул — например, мелатонина или триптофана — значительно меняет картину. Мембрана становится более жёсткой, а рафты живут дольше. По сути, такие молекулы действуют как функциональные стабилизаторы мембранной динамики.
Самый важный вывод статьи заключается в том, что липидные рафты — вовсе не статические структуры, а транзиентные, постоянно рождающиеся и рассеивающиеся образования. Они служат каналом передачи механических сигналов внутри мембраны и дают молекулярное объяснение давно обсуждаемому феномену «force from lipid».
Эта работа помогает понять, что мембрана — это не пассивный барьер, а активный участник биофизики клетки. Она сама способна передавать напряжение, регулировать поведение белков и участвовать в сигнальных процессах. Подобные рода процессы можно исследовать и с помощью монослоёв Ленгмюра — именно поэтому #Ленгмюр_одобряет
В нашей лаборатории мы также исследуем мембраноподобные системы — везикулы, а также монослои липидов и неионогенных ПАВ — и нам хорошо знакомо это загадочное явление: в мембране могут возникать участки, отличающиеся по составу и свойствам от остальной мембраны. Именно такие динамичные домены играют ключевую роль в работе клеток, например, в передаче сигналов и интеграции белков.
В работе "Molecular Picture of the Transient Nature of Lipid Rafts" авторам удалось впервые на молекулярном уровне показать, как именно формируются и разрушаются липидные рафты.
Оказалось, что липидные рафты возникают в мембране спонтанно и ведут себя как наноскопические образования с собственной динамикой. Внутри них распространяются акустические фононы: продольные волны проходят дальше по мембране, тогда как поперечные быстро затухают и создают локальный стресс. В результате рафт становится более жёстким, чем окружающая его мембрана.
Но живут такие структуры недолго — всего несколько пикосекунд. Липиды лотерально диффундируют, напряжение спадает, и рафт распадается. Затем стресс распространяется по мембране, и на другом участке вновь зарождается новый домен. Так мембрана непрерывно «дышит» на молекулярном уровне, рождая и разрушая эти кратковременные области.
Авторы также показали, что добавление небольших молекул — например, мелатонина или триптофана — значительно меняет картину. Мембрана становится более жёсткой, а рафты живут дольше. По сути, такие молекулы действуют как функциональные стабилизаторы мембранной динамики.
Самый важный вывод статьи заключается в том, что липидные рафты — вовсе не статические структуры, а транзиентные, постоянно рождающиеся и рассеивающиеся образования. Они служат каналом передачи механических сигналов внутри мембраны и дают молекулярное объяснение давно обсуждаемому феномену «force from lipid».
Эта работа помогает понять, что мембрана — это не пассивный барьер, а активный участник биофизики клетки. Она сама способна передавать напряжение, регулировать поведение белков и участвовать в сигнальных процессах. Подобные рода процессы можно исследовать и с помощью монослоёв Ленгмюра — именно поэтому #Ленгмюр_одобряет
ACS Publications
Molecular Picture of the Transient Nature of Lipid Rafts
In biological membranes, lipid rafts are now thought to be transient and nanoscopic. However, the mechanism responsible for these nanoscopic assemblies remains poorly understood, even in the case of model membranes. As a result, it has proven extremely challenging…
❤4🔥4👍2
Дорогие друзья!
Мы начинаем серию постов #Знакомство_с_Супра_Лабой, где расскажем вам о работах нашей лаборатории!
Открывает рубрику история о многолетнем сотрудничестве заведующей лабораторией Софии Львовны Селектор и основателя нашей лаборатории Владимира Валентиновича Арсланова с Лабораторией новых физико-химических проблем — а именно с научной группой академика Юлии Германовны Горбуновой.
Исследования супрамолекулярных систем на межфазных границах на основе тетрапиррольных соединений начались в нашей лаборатории с изучения агрегативного поведения фталоцианинов и их комплексов в монослоях Ленгмюра.
Совместная работа над сэндвичевыми бис-фталоцианинатами лантанидов привела к неожиданным открытиям. Оказалось, что при формировании монослоя бис-фталоцианината церия, вследствие несимметричного локального окружения на поверхности воды, происходит внутримолекулярный перенос электрона с лиганда на металл.
В координационной химии это явление известно как редокс-изомерия (или валентная таутомерия) и ранее наблюдалось лишь для ограниченного числа соединений.
Однако все известные редокс-изомеризующиеся комплексы демонстрировали подобные превращения лишь при температурах жидкого гелия. В мономолекулярных же плёнках на поверхности воды управление таутомерным состоянием оказалось возможным с помощью механического сжатия и расширения монослоя. Этот эффект получил название ориентационно-индуцированной редокс-изомеризации в планарных системах.
Но на комплексе церия история не закончилась!
Позднее круг соединений, в которых редокс-изомеризация управлялась ориентацией молекул на поверхности воды, был расширен до бис-фталоцианинатов европия, иттербия, самария, эрбия и тулия.
Самым поразительным стало открытие стабильных на воздухе комплексов двухвалентных лантанидов, ранее считавшихся абсолютно нестабильными в таких условиях.
Особый интерес вызвала идея создания молекулярного переключателя на основе этих комплексов. Упорные поиски способов управления редокс-изомерным состоянием привели к неожиданности: излучение, вызывающее фотоионизацию металлоцентра в двухвалентном состоянии, индуцирует редокс-изомеризацию.
Впервые этот эффект был зафиксирован при регистрации XANES-спектров монослоя на синхротроне ESRF.
Наибольшим открытием стало то, что, используя мягкую фотоионизацию ультрафиолетом и красный свет для обратного превращения, можно управлять таутомерным состоянием бис-фталоцианинатов лантанидов в плёнках Ленгмюра–Блоджетт на твёрдых подложках.
Так как редокс-изомеризация сопровождается значительными изменениями оптических свойств, результаты работы позволяют говорить об открытии нового класса фотохромных соединений, в которых управление физическими характеристиками молекулы осуществляется за счёт фотоиндуцированного внутримолекулярного переноса электрона.
Все статьи, упомянутые в посте, вы можете найти в комментариях.
Приятного чтения!
Мы начинаем серию постов #Знакомство_с_Супра_Лабой, где расскажем вам о работах нашей лаборатории!
Открывает рубрику история о многолетнем сотрудничестве заведующей лабораторией Софии Львовны Селектор и основателя нашей лаборатории Владимира Валентиновича Арсланова с Лабораторией новых физико-химических проблем — а именно с научной группой академика Юлии Германовны Горбуновой.
Исследования супрамолекулярных систем на межфазных границах на основе тетрапиррольных соединений начались в нашей лаборатории с изучения агрегативного поведения фталоцианинов и их комплексов в монослоях Ленгмюра.
Совместная работа над сэндвичевыми бис-фталоцианинатами лантанидов привела к неожиданным открытиям. Оказалось, что при формировании монослоя бис-фталоцианината церия, вследствие несимметричного локального окружения на поверхности воды, происходит внутримолекулярный перенос электрона с лиганда на металл.
В координационной химии это явление известно как редокс-изомерия (или валентная таутомерия) и ранее наблюдалось лишь для ограниченного числа соединений.
Однако все известные редокс-изомеризующиеся комплексы демонстрировали подобные превращения лишь при температурах жидкого гелия. В мономолекулярных же плёнках на поверхности воды управление таутомерным состоянием оказалось возможным с помощью механического сжатия и расширения монослоя. Этот эффект получил название ориентационно-индуцированной редокс-изомеризации в планарных системах.
Но на комплексе церия история не закончилась!
Позднее круг соединений, в которых редокс-изомеризация управлялась ориентацией молекул на поверхности воды, был расширен до бис-фталоцианинатов европия, иттербия, самария, эрбия и тулия.
Самым поразительным стало открытие стабильных на воздухе комплексов двухвалентных лантанидов, ранее считавшихся абсолютно нестабильными в таких условиях.
Особый интерес вызвала идея создания молекулярного переключателя на основе этих комплексов. Упорные поиски способов управления редокс-изомерным состоянием привели к неожиданности: излучение, вызывающее фотоионизацию металлоцентра в двухвалентном состоянии, индуцирует редокс-изомеризацию.
Впервые этот эффект был зафиксирован при регистрации XANES-спектров монослоя на синхротроне ESRF.
Наибольшим открытием стало то, что, используя мягкую фотоионизацию ультрафиолетом и красный свет для обратного превращения, можно управлять таутомерным состоянием бис-фталоцианинатов лантанидов в плёнках Ленгмюра–Блоджетт на твёрдых подложках.
Так как редокс-изомеризация сопровождается значительными изменениями оптических свойств, результаты работы позволяют говорить об открытии нового класса фотохромных соединений, в которых управление физическими характеристиками молекулы осуществляется за счёт фотоиндуцированного внутримолекулярного переноса электрона.
Все статьи, упомянутые в посте, вы можете найти в комментариях.
Приятного чтения!
🔥8❤5👍3❤🔥1
#Ленгмюр_одобряет
Метод Ленгмюра давно вышел за рамки классических монослоёв из дифильных молекул и теперь он позволяет заглянуть в мир мягкой материи на уровне отдельных микро- и наночастиц 🔍
В работе «Compression of colloidal monolayers at liquid interfaces: in situ vs. ex situ investigation» исследователи из Дюссельдорфа систематически изучили поведение при сжатии на поверхности воды коллоидов различной природы: жёсткие кремниевые сферы ⚫️, мягкие микрогели поли-N-изопропилакриламида (PNIPAM) ⚪️ и частицы «жёсткое ядро — мягкая оболочка» (core-shell ◉).
Для наблюдения за структурой в реальном времени авторы использовали комплекс методов: классические изотермы сжатия, in situ флуоресцентную микроскопию и малоугловое рассеяние света (LT-SALS), интегрированное непосредственно в ванну Ленгмюра. Предложенная авторами методика LT-SALS обладает рядом преимуществ перед традиционной микроскопией 🔬: она позволяет анализировать области более 1 мм² (что соответствует статистике по десяткам тысяч частиц), не требует флуоресцентных меток или сильного контраста, менее чувствительна к вибрациям, а переходы между различными состояниями становятся очевидны непосредственно из дифракционной картины. Это делает метод перспективным для систематических исследований сборки на межфазных границах 📈
Авторы выявили ключевые различия между монослоями различных частиц. Жёсткие сферы упаковывались предсказуемо, демонстрируя единственный период решётки. В то же время мягкие системы (PNIPAM и core-shell) проявляли иное поведение: при сжатии расстояние между частицами плавно уменьшались, а дальний порядок возрастал без скачкообразных структурных изменений.
Сравнение с данными, полученными ex situ, выявило принципиальное несоответствие. Перенос монослоя мягких частиц на подложку, метод Ленгмюра-Блоджетт, инициирует мнимый «изоструктурный фазовый переход», который полностью отсутствует в исходной системе на границе воздух–вода. Этот артефакт возникает вследствие необратимых структурных перестроек, вызванных процессами сушки и «закрепления» частиц на подложке, что приводит к существенному искажению истинной организации монослоя.
Таким образом, работа убедительно показывает, что для понимания истинной структуры мягких коллоидных интерфейсов критически важны in situ методы наблюдения. Разработанный подход LT-SALS позволяет проводить такой анализ быстро и точно, открывая новые возможности в исследовании монослоёв коллоидных частиц.
✨ И вновь ванна Ленгмюра становится уникальным инструментом, позволяющим зафиксировать хрупкую иерархию ансамблей мягких коллоидных частиц — порядок, живущий лишь на поверхности воды.✨
Метод Ленгмюра давно вышел за рамки классических монослоёв из дифильных молекул и теперь он позволяет заглянуть в мир мягкой материи на уровне отдельных микро- и наночастиц 🔍
В работе «Compression of colloidal monolayers at liquid interfaces: in situ vs. ex situ investigation» исследователи из Дюссельдорфа систематически изучили поведение при сжатии на поверхности воды коллоидов различной природы: жёсткие кремниевые сферы ⚫️, мягкие микрогели поли-N-изопропилакриламида (PNIPAM) ⚪️ и частицы «жёсткое ядро — мягкая оболочка» (core-shell ◉).
Для наблюдения за структурой в реальном времени авторы использовали комплекс методов: классические изотермы сжатия, in situ флуоресцентную микроскопию и малоугловое рассеяние света (LT-SALS), интегрированное непосредственно в ванну Ленгмюра. Предложенная авторами методика LT-SALS обладает рядом преимуществ перед традиционной микроскопией 🔬: она позволяет анализировать области более 1 мм² (что соответствует статистике по десяткам тысяч частиц), не требует флуоресцентных меток или сильного контраста, менее чувствительна к вибрациям, а переходы между различными состояниями становятся очевидны непосредственно из дифракционной картины. Это делает метод перспективным для систематических исследований сборки на межфазных границах 📈
Авторы выявили ключевые различия между монослоями различных частиц. Жёсткие сферы упаковывались предсказуемо, демонстрируя единственный период решётки. В то же время мягкие системы (PNIPAM и core-shell) проявляли иное поведение: при сжатии расстояние между частицами плавно уменьшались, а дальний порядок возрастал без скачкообразных структурных изменений.
Сравнение с данными, полученными ex situ, выявило принципиальное несоответствие. Перенос монослоя мягких частиц на подложку, метод Ленгмюра-Блоджетт, инициирует мнимый «изоструктурный фазовый переход», который полностью отсутствует в исходной системе на границе воздух–вода. Этот артефакт возникает вследствие необратимых структурных перестроек, вызванных процессами сушки и «закрепления» частиц на подложке, что приводит к существенному искажению истинной организации монослоя.
Таким образом, работа убедительно показывает, что для понимания истинной структуры мягких коллоидных интерфейсов критически важны in situ методы наблюдения. Разработанный подход LT-SALS позволяет проводить такой анализ быстро и точно, открывая новые возможности в исследовании монослоёв коллоидных частиц.
✨ И вновь ванна Ленгмюра становится уникальным инструментом, позволяющим зафиксировать хрупкую иерархию ансамблей мягких коллоидных частиц — порядок, живущий лишь на поверхности воды.✨
🔥12👍3❤2
С момента появления супрамолекулярной химии ванна Ленгмюра стала одной из ключевых платформ, где самые яркие и смелые идеи обретают форму👨🔬
На межфазной поверхности молекулярные машины перестают быть просто лабораторными игрушками тонкого органического синтеза, они превращаются в функциональные системы, способные работать, двигаться и откликаться на внешние сигналы🌊⚙️
В обзоре «Molecular machines working at interfaces: physics, chemistry, evolution and nanoarchitectonics» показано, как концепция наноархитектоники объединяет достижения нанотехнологии, органического синтеза и биомиметики, открывая путь к созданию молекулярных машин, способных работать прямо на границах фаз✨
⚙️ От нанотехнологии к наноархитектонике
Если нанотехнология научила нас видеть атомы и управлять ими, то наноархитектоника поднимает эту идею на новый уровень, сочетая принципы самоорганизации, химического синтеза и физического контроля. Метод монослоёв Ленгмюра и плёнок Ленгмюра-Блоджетт - это важный подход "мягкой" наноархитектоники для конструирования функциональных материалов на нанометровом масштабе
💧 Жидкие интерфейсы в наноархитектонике становятся динамической средой для молекулярных машин.
Переход на границу воздух–вода открывает новый тип активности — гибкий, обратимый и кооперативный.
Дифильные молекулы в монослое откликаются на механические воздействия: сжатие или расширение изменяет их конформацию и функциональные свойства:
• Стероидные циклофаны на границе воздух–вода избирательно захватывают и отпускают флуоресцентных "гостей" при изменении поверхностного давления.
• Фотоизомеризующиеся дифилы превращают световую энергию в управляемое механическое движение.
• Молекулярные шестерёнки на металлических подложках демонстрируют согласованное вращение — прообраз будущих наномеханических систем.
Так рождается концепция «hand-operating nanotechnology» — когда наномир подчиняется движению руки ✋
🧠 Твёрдые интерфейсы становятся платформами для устройств молекулярной электроники с управляемым движением компонентов на поверхности.
На твёрдых поверхностях реализуются наномеханические системы, где отдельные молекулы могут вращаться, переключаться и двигаться как элементы миниатюрного механизма.
Созданы молекулярные роторы, редокс-помпы и даже наномобили с фуллереновыми колёсами 🏎️.
Методы зондовой микроскопии — STM и AFM — позволяют не просто наблюдать, но и управлять их движением с атомарной точностью 🔬
Авторы подчёркивают: интерфейс — это не просто граница раздела, а активная среда для самоорганизации
Наноархитектоника превращает поверхность — будь то воды или металла — в лабораторию живой материи, где молекулы взаимодействуют и работают согласованно!
В обзоре собраны самые эффектные и вдохновляющие примеры того, как супрамолекулярная химия и физикохимия поверхности, сливаясь в едином порыве, приводят к новым открытиям на острие науки, и именно поэтому #Ленгмюр_одобряет.
На межфазной поверхности молекулярные машины перестают быть просто лабораторными игрушками тонкого органического синтеза, они превращаются в функциональные системы, способные работать, двигаться и откликаться на внешние сигналы🌊⚙️
В обзоре «Molecular machines working at interfaces: physics, chemistry, evolution and nanoarchitectonics» показано, как концепция наноархитектоники объединяет достижения нанотехнологии, органического синтеза и биомиметики, открывая путь к созданию молекулярных машин, способных работать прямо на границах фаз✨
⚙️ От нанотехнологии к наноархитектонике
Если нанотехнология научила нас видеть атомы и управлять ими, то наноархитектоника поднимает эту идею на новый уровень, сочетая принципы самоорганизации, химического синтеза и физического контроля. Метод монослоёв Ленгмюра и плёнок Ленгмюра-Блоджетт - это важный подход "мягкой" наноархитектоники для конструирования функциональных материалов на нанометровом масштабе
💧 Жидкие интерфейсы в наноархитектонике становятся динамической средой для молекулярных машин.
Переход на границу воздух–вода открывает новый тип активности — гибкий, обратимый и кооперативный.
Дифильные молекулы в монослое откликаются на механические воздействия: сжатие или расширение изменяет их конформацию и функциональные свойства:
• Стероидные циклофаны на границе воздух–вода избирательно захватывают и отпускают флуоресцентных "гостей" при изменении поверхностного давления.
• Фотоизомеризующиеся дифилы превращают световую энергию в управляемое механическое движение.
• Молекулярные шестерёнки на металлических подложках демонстрируют согласованное вращение — прообраз будущих наномеханических систем.
Так рождается концепция «hand-operating nanotechnology» — когда наномир подчиняется движению руки ✋
🧠 Твёрдые интерфейсы становятся платформами для устройств молекулярной электроники с управляемым движением компонентов на поверхности.
На твёрдых поверхностях реализуются наномеханические системы, где отдельные молекулы могут вращаться, переключаться и двигаться как элементы миниатюрного механизма.
Созданы молекулярные роторы, редокс-помпы и даже наномобили с фуллереновыми колёсами 🏎️.
Методы зондовой микроскопии — STM и AFM — позволяют не просто наблюдать, но и управлять их движением с атомарной точностью 🔬
Авторы подчёркивают: интерфейс — это не просто граница раздела, а активная среда для самоорганизации
Наноархитектоника превращает поверхность — будь то воды или металла — в лабораторию живой материи, где молекулы взаимодействуют и работают согласованно!
В обзоре собраны самые эффектные и вдохновляющие примеры того, как супрамолекулярная химия и физикохимия поверхности, сливаясь в едином порыве, приводят к новым открытиям на острие науки, и именно поэтому #Ленгмюр_одобряет.
🔥10❤3👍2👏1
#Знакомство_с_Супра_Лабой
Дорогие друзья!
Наша лаборатория участвует в инфраструктурном гранте РНФ №23-73-00122, выполняемом совместно с Курчатовским институтом. В рамках этого гранта у нас есть уникальная возможность работы на синхротроне - ярком источнике рентгеновского излучения. Мы работаем на станции "Ленгмюр", где есть возможность применить рентгеновские методы исследования к мономолекулярным плёнкам на границе воздух/вода. Эти методики нам безумно интересны, потому что они позволюят детально изучить структуру материи в двумерном состоянии!
Скоро мы снова пойдем работать под синхротронным пучком, а пока...
Вчера на Курчатовском форуме "Исследования с применением синхротронного излучения, нейтронов и электронов" нашу лабораторию представил Андрей Аракчеев с докладом Самосборка координационного полимера на основе тетрапиррольных комплексов никеля(II) и рутения(II).
В секции Биологические системы, полимеры, вещество в мягком конденсированном состоянии прозвучали доклады, посвящённые изучению структуры и свойств дисперсий, полимерных систем и монослоёв Ленгмюра. Изучение мономолекулярных плёнок на основе полимеров, дендримеров и тетрапирролов на границах раздела с использованием рентгеновских методов стало предметов бурного обсуждения на секции форума
Дорогие друзья!
Наша лаборатория участвует в инфраструктурном гранте РНФ №23-73-00122, выполняемом совместно с Курчатовским институтом. В рамках этого гранта у нас есть уникальная возможность работы на синхротроне - ярком источнике рентгеновского излучения. Мы работаем на станции "Ленгмюр", где есть возможность применить рентгеновские методы исследования к мономолекулярным плёнкам на границе воздух/вода. Эти методики нам безумно интересны, потому что они позволюят детально изучить структуру материи в двумерном состоянии!
Скоро мы снова пойдем работать под синхротронным пучком, а пока...
Вчера на Курчатовском форуме "Исследования с применением синхротронного излучения, нейтронов и электронов" нашу лабораторию представил Андрей Аракчеев с докладом Самосборка координационного полимера на основе тетрапиррольных комплексов никеля(II) и рутения(II).
В секции Биологические системы, полимеры, вещество в мягком конденсированном состоянии прозвучали доклады, посвящённые изучению структуры и свойств дисперсий, полимерных систем и монослоёв Ленгмюра. Изучение мономолекулярных плёнок на основе полимеров, дендримеров и тетрапирролов на границах раздела с использованием рентгеновских методов стало предметов бурного обсуждения на секции форума
🔥9❤3👍2🥰1💅1
Forwarded from ИФХЭ РАН
🚨🆕 Учёные #ИФХЭ РАН совместно с коллегами из РХТУ им. Д.И. Менделеева, ИОНХ РАН и ИНЭОС РАН впервые продемонстрировали возможность использования УФ излучения и красного света для управления редокс-изомерными состояниями в комплексах европия и самария с фталоцианинамм
ℹ️ Процесс внутримолекулярного переноса электрона называется
🥪Молекула бис-фталоцианината европия или самария напоминает «сэндвич»: между двумя плоскими «палубами» органических лигандов находится атом металла (в данном случае европия или самария). Если молекула бис-фталоцианината растворена в органическом растворителе, её металлоцентр находится в своей высшей степени окисления (+3). При формировании монослоя на поверхности воды электрон переходит с лиганда на металлоцентр. При этом степень окисления металлоцентра изменяется до +2.
⚡️Облучение монослоя бис-фталоцианината самария или европия УФ светом (250–400 нм) приводит к возбуждению внешних электронных оболочек катиона лантанида, в результате чего электрон с металлоцентра переходит на лиганд, а атом металла изменяет степень окисления до +3. С течением времени постепенно происходит обратный переход. Удивительно, что этот процесс можно ускорить с помощью облучения красным светом и быстро восстановить металлоцентр до степени окисления +2.
☝🏻Ключевой задачей стало воспроизведение этого уникального эффекта в плёнке на твёрдой подложке. На следующем этапе исследователям удалось подобрать параметры переноса монослоя на твёрдые подложки с помощью метода Ленгмюра-Блоджетт так, чтобы в получаемой плёнке сохранялось новое
Работа опубликована в журнале 📕 Journal of Colloid and Interface Science, 700 (2025), 138470.
🔗 Подробнее на нашем сайте и в Telegram-канале лаборатории физической химии супрамолекулярных соединений #ИФХЭ РАН.
#ИФХЭ новости
ℹ️ Процесс внутримолекулярного переноса электрона называется
редокс-изомеризацией. У молекул при переходе из одного редокс-изомерного состояния в другое существенно изменяются оптические свойства, магнитная восприимчивость и электропроводность. Причиной редокс-изомеризации может быть изменение давления, температуры или локального окружения, в котором находятся молекулы.🥪Молекула бис-фталоцианината европия или самария напоминает «сэндвич»: между двумя плоскими «палубами» органических лигандов находится атом металла (в данном случае европия или самария). Если молекула бис-фталоцианината растворена в органическом растворителе, её металлоцентр находится в своей высшей степени окисления (+3). При формировании монослоя на поверхности воды электрон переходит с лиганда на металлоцентр. При этом степень окисления металлоцентра изменяется до +2.
Редокс-изомеризация при формировании монослоя объясняется тем, что в монослое одна фталоцианиновая «палуба» находится на воздухе, а вторая в воде, и эта разница в локальном окружении фталоцианинов приводит к внутримолекулярному переносу электрона.⚡️Облучение монослоя бис-фталоцианината самария или европия УФ светом (250–400 нм) приводит к возбуждению внешних электронных оболочек катиона лантанида, в результате чего электрон с металлоцентра переходит на лиганд, а атом металла изменяет степень окисления до +3. С течением времени постепенно происходит обратный переход. Удивительно, что этот процесс можно ускорить с помощью облучения красным светом и быстро восстановить металлоцентр до степени окисления +2.
💬 « Нами обнаружен новый класс фотохромных соединений, которые под действием облучения меняют свои оптические характеристики. У большинства фотохромных соединений облучение индуцирует структурную перестройку молекулы, что приводит к изменению её цвета. Планарные ансамбли бис-фталоцианинатов европия и самария демонстрируют такие же оптические переключения, как всем известные фотохромные соединения, но у них изменение цвета обусловлено переходом электрона с металлоцентра к лиганду и обратно», — рассказал ключевой автор работы, инженер-исследователь лаборатории физической химии супрамолекулярных соединений #ИФХЭ РАН Андрей Аракчеев.
☝🏻Ключевой задачей стало воспроизведение этого уникального эффекта в плёнке на твёрдой подложке. На следующем этапе исследователям удалось подобрать параметры переноса монослоя на твёрдые подложки с помощью метода Ленгмюра-Блоджетт так, чтобы в получаемой плёнке сохранялось новое
редокс-изомерное состояние комплексов (металлоцентр в степени окисления +2). Оказалось, что в плёнках на твёрдой подложке так же, как и в монослоях на границе вода/воздух, реализуются фотохромные редокс-изомерные превращения.Работа опубликована в журнале 📕 Journal of Colloid and Interface Science, 700 (2025), 138470.
🔗 Подробнее на нашем сайте и в Telegram-канале лаборатории физической химии супрамолекулярных соединений #ИФХЭ РАН.
#ИФХЭ новости
phyche.ac.ru
Новый класс фотохромных соединений приближает эру молекулярной электроники
Учёные ИФХЭ РАН с коллегами из РХТУ им. Д.И. Менделеева, ИОНХ РАН и ИНЭОС РАН впервые продемонстрировали возможность использования ультрафиолетового и...
🔥7❤4👍2
На этой неделе наша Лаборатория приняла участие в VII Школе-конференции для молодых учёных «Супрамолекулярные стратегии в химии, биологии и медицине: фундаментальные проблемы и перспективы»,
которая прошла в Казани, в Институте органической и физической химии им. А. Е. Арбузова.
Аспиранты нашей Лаборатории, Аракчеев Андрей Владимирович и Крылов Даниил Игоревич, представили результаты своих исследований и поделились опытом с коллегами из Казани, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга и других научных центров России.
Конференция стала отличной площадкой для обсуждения современных направлений супрамолекулярной химии: от тонкого органического синтеза до исследований коллективных свойств молекулярных ансамблей.
Мы особенно благодарны оргкомитету конференции, коллективу лаборатории Высокоорганизованных сред ИОФХ им. А.Е. Арбузова, за организацию конференции, высокую оценку наших докладов и тёплую атмосферу научного общения 🔬
Такие встречи напоминают, что химия — это не только теория и эксперимент, но и живой диалог, объединяющий учёных разных поколений и направлений 💧
которая прошла в Казани, в Институте органической и физической химии им. А. Е. Арбузова.
Аспиранты нашей Лаборатории, Аракчеев Андрей Владимирович и Крылов Даниил Игоревич, представили результаты своих исследований и поделились опытом с коллегами из Казани, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга и других научных центров России.
Конференция стала отличной площадкой для обсуждения современных направлений супрамолекулярной химии: от тонкого органического синтеза до исследований коллективных свойств молекулярных ансамблей.
Мы особенно благодарны оргкомитету конференции, коллективу лаборатории Высокоорганизованных сред ИОФХ им. А.Е. Арбузова, за организацию конференции, высокую оценку наших докладов и тёплую атмосферу научного общения 🔬
Такие встречи напоминают, что химия — это не только теория и эксперимент, но и живой диалог, объединяющий учёных разных поколений и направлений 💧
❤🔥10❤4👍3