Реферат на цикл наукових праць Нейтронна діагностика функціональних рідинних систем



Скачати 201.76 Kb.
Дата конвертації20.03.2017
Розмір201.76 Kb.
ТипРеферат
Київський національний університет

імені Тараса Шевченка
Реферат

на цикл наукових праць



Нейтронна діагностика
функціональних рідинних систем

Для участі у конкурсі на здобуття щорічної премії


Президента України для молодих учених






Кизима Олена Анатоліївна (1983) – кандидат фізико-математичних наук, молодший науковий співробітник кафедри молекулярної фізики фізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка




Петренко Віктор Іванович (1983) – кандидат фізико-математичних наук, молодший науковий співробітник кафедри молекулярної фізики фізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка




Тропін Тимур Васильович (1982) – кандидат фізико-математичних наук, науковий співробітник Лабораторії нейтронної фізики ім.. І.М.Франка Об’єднаного Інституту ядерних досліджень



Київ 2013

Реферат циклу наукових праць



«Нейтронна діагностика функціональних рідинних наносистем»

к.ф.м.н. Кизими О.А., к.ф.м.н. Петренка В.І. та к.ф.м.н. Тропіна Т.В.


Останнім часом стоїть гостре питання стосовно структурного опису складних рідинних систем із керованими властивостями для медичних застосувань. Дане питання важливе як з практичної точки зору (сучасні методи лікування та діагностика), так і з фундаментальної (знаходження та вивчення загальних фізико-хімічних властивостей багатокомпонентних рідинних наносистем, теоретичне моделювання). Серед яскравих представників рідинних наносистем слід виділити рідинні системи з фулеренами (символ сучасного нанотехнологічного прогресу) та магнітні рідинні системи або ферофлюїди – колоїдні системи магнітних наночастинок, які за своїми властивостями близькі до рідин з досить великою магнітною сприйнятливістю. Поєднання плинності та магнітних властивостей ферофлюїдів широко застосовується на практиці в різноманітних технічних пристроях. У наш час активно розвивається медикобіологічне застосування біосумісних магнітних рідинних систем та рідинних систем із фулеренами. На сьогодні фулерени вже зарекомендували себе як новітні ліки проти онкологічних, нейродегенеративних (хвороби Альцгеймера та Паркінсона), вірусних та бактеріальних захворювань. Магнітні рідинні системи сьогодні апробуються для лікування раку людського мозку glioblastoma, що є значним кроком у бік альтернативного лікування певних типів раку, для яких не можливо застосовувати традиційні методи лікування, що пов’язані з опроміненням. Магнітні наночастинки ферофлюїдів вводяться в людський організм, після чого міграція клітин контролюється градієнтним магнітним полем із подальшим керованим рухом клітин раку разом із магнітними частинками. Разом з тим, на сьогодні існує загальна проблема синтезу біосумісних високостабільних рідинних систем, що ускладнює їх використання.

Слід також відзначити фундаментальний інтерес до даних систем. На відміну від багатьох рідинних систем, у випадку систем фулеренів ми маємо справу з кластерами, які складаються з гарно визначених мономерів однакового розміру, та більш того, найбільш стабільний та поширений фулерен С60 може розглядатись практично як сферично симетрична частинка. Цей факт дозволяє не розглядати проблеми врахування анізотропії та розподілу мономерів за розмірами при теоретичному описі кластеризації. Таким чином, базове припущення теоретичних моделей про монодисперсніть та сферичність мономерів повністю реалізується для кластерів у рідинних системах фулеренів С60.

У даному циклі наукових праць досліджено та описано рідинні системи фулеренів у розчинниках різної полярності, магнітні рідинні системи, а також полімери та поверхнево-активні речовини, які використовуються для стабілізації магнітних частинок у ферофлюїдах, з метою вдосконалення процедур синтезу та одержання нових типів біосумісних рідинних систем із наперед заданими властивостями, що значно розширить їх впровадження в біомедичних цілях.

Магнітні рідинні системи являють собою системи квазісферичних та полідисперсних частинок феромагнітних матеріалів на рідинній основі (органічні полярні та неполярні розчинники, вода). При цьому кожна магнітна наночастинка вкрита шаром (шарами) поверхнево-активних речовин, які ізолюють частинки та не дають їм злипатись у різноманітних умовах. Розмір частинок варіюється в діапазоні від 3 до 20 нм та навіть більше в залежності від магнітного матеріалу. Саме цей факт разом із оптимально підібраною поверхнево-активною речовиною зумовлює високу стабільність ферофлюїдів, яка з фізичної точки зору визначається схожими значеннями енергії притягання між колоїдними частинками (енергії магнітної взаємодії та енергії взаємодії Ван-дер-Ваальса), та енергії відштовхування, основна частка якої формується за рахунок броунівського руху, а також внеском пружного та електростатичного (у випадку заряду) відштовхування оболонок.

Фулерен С60 – високосиметрична молекула, яка складається лише із атомів вуглецю, що надає їй високі біосумісні властивості. Особливістю фулерену є його висока розчинність у різноманітних органічних розчинниках на відміну від інших алотропних форм вуглецю (графіт, алмаз). Рідинні системи із фулеренами є рідинними сумішами, в яких може виникати агрегація та змінюватись фізико-хімічні, оптичні властивості в залежності від складу суміші.

Метод малокутового розсіяння нейтронів активно використовується при дослідженні рідинних систем, що дозволяє отримати інформацію про структуру та взаємодію в системі на рівні 1-100 нм та співставляти її з іншими фізичними властивостями таких систем. Слід виділити наступні переваги даного методу: можливість контрастування на основі ізотопного заміщення водень/дейтерій, проведення досліджень безпосередньо в об’ємі зразка, а також наявність магнітної взаємодії нейтронів із магнітними атомами, що надає можливість отримати інформацію про магнітний розмір у системі. Разом з тим слід зазначити, що найбільш ефективне використання методу малокутового розсіяння нейтронів відбувається при застосуванні комплексного структурного аналізу, який поєднує в собі декілька методів, що доповнюють один одного. У представленому циклі робіт використано цілий ряд комплементарних методів дослідження рідинних наносистем, таких як метод УФ-Вид спектроскопії та екстракції, метод мас-спектрометрії, метод молекулярної динаміки та теорія нуклеації для опису кінетичних ефектів у рідинних системах.

За допомогою методу малокутового розсіяння нейтронів досліджено структуру та стабільність неполярних магнітних рідинних систем, а також вивчено поведінку поверхнево-активних речовин в об’ємі розчинника та пояснено різні стабілізаційні властивості досліджених монокарбонових кислот. Досліджено ефект селективності розміру наномагнетиту (реакція осадження), стабілізованого в неполярних органічних розчинниках насиченими монокарбоновими кислотами. Показано, що заміна в стандартній процедурі синтезу відповідних магнітних рідинних систем класичної олеїнової кислоти (С18) з вигином посередині з-за подвійного зв’язку на лінійні насичені кислоти (лауринова (С12), міристинова (С14), пальмітинова (С16), стеаринова (С18)) приводить до зменшення середнього розміру та полідисперсності магнетиту.

Досліджено вплив надлишку поверхнево-активної речовини на структуру різних ферофлюїдів. Запропоновано нову модель для опису даних малокутового розсіяння нейтронів магнітних рідинних систем при надлишку поверхнево-активної речовини у системі. Одержано структурні параметри даних систем за допомогою запропонованої моделі. Для класичної неполярної магнітної рідинної системи магнетит/олеїнова кислота/бензол із одинарним стабілізуючим шаром отримано, що надлишок поверхнево-активної речовини не приводить до помітної агрегації частинок магнітної рідинної системи. Знайдено, що різке порушення стабільності ферофлюїду відбувається при надлишку стабілізатора більше за 25% за об’ємом. Разом з тим спостерігається збільшення притягання між вільними молекулами кислоти у магнітній рідинній системі в порівнянні із чистими розчинами в бензолі.

Розглянуто вплив анізотропії форми магнітних частинок на визначення структурних параметрів у моделі «ядро-оболонка» при інтерпретації експериментальних даних малокутового розсіяння нейтронів на типових магнітних рідинних системах. Максимальний вплив фактора анізотропії на зсув апроксимаційних параметрів, які відповідають структурі частинок магнітної рідинної системи, оцінюється на рівні 10 %. Для сильно витягнутих частинок цей вплив стає практично непомітним. У реальних системах із малою анізотропією частинок внесок даного фактора у визначення структурних параметрів не перевищує 5 %, що знаходиться у межах точності експерименту.

Із аналізу даних малокутового розсіяння нейтронів показано, що стеричне відштовхування домінує для ненасиченої олеїнової та насиченої міристинової кислот в бензолі. Отримано, що для молекул стеаринової кислоти в бензолі Ван-дер-Ваальсове притягання призводить до ефективного притягання між молекулами у системі. За результатами експериментів одержано, що в розчинах стеаринової кислоти у бензолі формуються великі агрегати за концентрацій кислоти більших за 5% за об’ємом. На основі отриманих даних зроблено висновок, що притягання між молекулами кислоти у магнітній рідинній системі більше, ніж в чистому бензолі, що призводить до погіршення стабільності магнітних рідинних систем. При порівнянні отриманих експериментальних даних із теоретичними розрахунками виявлено, що поява притягання між стрижень-подібними молекулами у системі приводить до зміщення точки переходу системи з ізотропного у рідкокристалічний стан у бік менших концентрацій.

За допомогою методу малокутового розсіяння нейтронів досліджені структурні характеристики водних систем широко відомого полімеру полієтиленглюколю різних молекулярних мас (400 – 20000 г/моль). Знайдений закон залежності радіусу інерції від молекулярної маси полімеру підтверджує структуру полімеру у воді як гаусовий клубок. Структурний фактор розсіяння досить гарно описується формулою Дебая для ланцюгів на усьому експериментально одержаному діапазоні векторів розсіяння для концентрацій менше 2%.

Проведено порівняння структур цілого ряду водних магнітних рідинних систем, що стабілізовані різними комбінаціями поверхнево-активних речовин (ПАР). Знайдено функції розподілу за розмірами колоїдних частинок у водному середовищі. При порівнянні отриманих результатів з даними електронної мікроскопії отримано інформацію про ступінь кластеризації магнітних наночастинок. Виявлено комбінації ПАР, що призводять до найменшої агрегації частинок в системі. При порівнянні структурних параметрів ферофлюїдів з подвійною стабілізацією можна зробити висновок, що використання додецилбензинсульфоної кислоти при стабілізації різноманітних магнітних матеріалів в ферофлюїдах призводить до нетипової функції розподілу за розмірами наночастинок, об’ємна доля частинок в кластерах складає 10%. Використання в процесі синтезу монокарбонових кислот призводить до диспергування в воду окремих частинок магнетиту з типовим розподілом частинок за розмірами. Із досліджених кислот найкращі стабілізаційні властивості має лауринова кислота (дванадцять СН-груп); об’ємна доля кластерів в даному випадку становить всього 5%.

Досліджено структурні параметри та взаємодію в міцелярних водних рідинних системах додецилбензинсульфоної кислоти, яка використовується для синтезу ферофлюїдів. Проаналізовано залежності агрегаційного числа, заряду на міцелу та потенціалу поверхні від долі кислоти в системі. Отримано типове збільшення розміру міцел з ростом концентрації та характерний перехід від сферичних до циліндричних міцел. З одержаних даних було оцінено концентрацію міцел, що знаходяться в об’ємі магнітної рідинної системи, яка стабілізована подвійним шаром додецилбензинсульфоної кислоти. Отримані дані важливі для фізичного обґрунтування оптимального співвідношення між магнітним матеріалом та молекулами стабілізаторів.

Представлені роботи вказують на перспективність використання монокарбонових кислот при створенні високостабільних водних магнітних рідинних систем. Важливим аспектом досліджень є також біосумісність таких кислот, що відкриває можливості застосування досліджених ферофлюїдів в біомедичних цілях.

Вперше були проведені дослідження з варіацією полярності системи в рідинних системах фулерену С60 на основі середньополярного розчинника N-метилпірролідон (NMP). Виявлено формування та ріст кластерів фулеренів в рідинній системі C60/NMP з часом (протягом місяця). Проаналізовані процеси реорганізації (руйнування) кластерів С60 при зміні полярності розчинника. Показано, що реорганізація кластерів не залежить від полярності доданого до системи C60/NMP розчинника, проте залежить від долі розчинника в кінцевій трьохкомпонентній системі. Так, чим більша доля нового розчинника, тим більший ріст сигналу нейтронного розсіяння спостерігається. Був виявлений критичний характер руйнування кластерів, коли доля полярної (низькополярної) компоненти в рідинній системі C60/NMP/H2O (C60/NMP/Толуол) складає 40% та більше. За допомогою методу варіації контрасту в малокутовому розсіянні нейтронів знайдена точка компенсації 0.8, що відповідає такій кількості D2O, коли розсіяння від частинки зникає на фоні розсіяння від розчинника. Визначення точки компенсації надало змогу розрахувати значення густини довжини розсіяння кластерів фулерену 5.6  1010 см-2, що свідчить про щільну упаковку кластерів, близьку до фулериту та кластерам фулерену в водних рідинних системах. Визначена доля розчинника NMP в складі кластерів С60, яка складає 0.03. Отже кластери складаються практично з фулерену, а розчинник може формувати лише невеликий сольватний шар на поверхні кластеру.

Знайдено залежність розмірів кластерів С60 в системі C60/NMP/H2O від часу між приготуванням системи та розведенням її водою. Так, чим більше пройшло часу між приготуванням рідинної системи C60/NMP та розведенням її водою, тим більші кластери утворюються в кінцевій трьохкомпонентній системі. Руйнування кластерів фулеренів при збільшенні полярності розчинника говорить про появу аномальної розчинності С60. Останнє можливо у випадку формування комплексів з переносом заряду між С60 та молекулами розчинника. Так, електровід’ємний атом азоту в молекулі NMP може віддавати вільний електрон фулерену. Таким чином, фулерен та молекули розчинника мають спільний електрон та формують комплекс з переносом заряду за донорно-акцепторним типом. За рахунок таких комплексів навколо фулерену формується сольватна оболонка, яка може змінювати розчинність фулерену, екранувати фулерен від інших молекул розчинників, та бути причиною зупинки росту кластерів фулерену з часом та їх стабілізації.

Проте, якщо при додаванні води зміна розсіяння викликана, на сам перед, частковим руйнуванням кластерів в результаті утворення специфічних комплексів з переносом заряду С60-NMP, то при додаванні толуолу зміни в розсіянні пов’язані з розчинністю С60 в толуолі. Тобто за руйнування кластерів в системі С60/NMP/толуол відповідає, на сам перед, той факт, що розчинність фулерену С60 збільшується зі збільшенням долі толуолу в системі (розчинність фулерену в толуолі (стол = 2.8 мг/мл) вища розчинності в NMP (сNMP = 0.89 мг/мл)). Варіація контрасту показала аналогічне попередньому випадку значення густини довжини розсіяння кластерів. Що свідчить про однакову структуру кластерів в обох описаних вище випадках, про принципово різні причини їх руйнування.

Таким чином методом малокутового розсіяння нейтронів виявлено руйнування крупних кластерів фулерену з характерними розмірами більш 100 нм в рідинній системі С60/NMP як при збільшенні, так і при зменшенні полярності розчинника, яка має критичний характер. Руйнування кластерів при додаванні толуолу обумовлено високою розчинністю фулерену в ньому. В той же час руйнування кластерів при додаванні води говорить про наявність аномальної часткової розчинності фулерену в суміші NMP-H2O, яка, ймовірно, відбувається за рахунок формування донорно-акцепторних комплексів С60-NMP, які розчинюються у суміші NMP-H2O на відміну від чистого фулерену.

Методом екстракції фулерену С60 в гексан з рідинної системи С60/N-метилпірролідон одразу після виготовлення системи та через місяць після приготування було виявлено, що в гексан екстрагується лише мономер фулерену С60. Цей висновок підтверджує зменшення концентрації екстрагованого фулерену з часом та повністю припиненням екстракції фулерену через місяць після виготовлення рідинної системи С60/NMP. Також метод екстракції надав змогу провести аналіз динаміки утворення кластерів С60 в рідинній системі С60/NMP.

Вперше були проведені експерименти з оберненої екстракції з рідинних систем С60/циклогексан, С60/гексан та С60/пентан в N-метилпірролідон. В указаних неполярних розчинах фулерен знаходиться в мономерному стані. Обернена екстракція призводила до формування пономерної системи C60/N-метилпірролідон. Подібний розчин був отриманий вперше.

Таким чином, в результаті дослідження систем C60/N-метилпірролідон та C60/N-метилпірролідон/вода методами спектрофотометрії, прямої та оберненої екстракції показано, що фулерен С60 може бути присутній в розчині N-метилпірролідон в формі мономерів та кластерів, тобто був виявлений перехід молекулярний–колоїдний розчин, що відбувається протягом місяця. Процес агрегації призводить до формування кластерів, стабілізація яких визначається формуванням комплексів з переносом заряду між С60 та молекулами розчинника. Методом екстракції виявлена реорганізація кластерів фулеренів в рідинній системі C60/NMP при додаванні в неї води. Проте агрегація з часом спостерігається знов після реорганізації кластерів. Описана реорганізація при збільшенні полярності розчинника (в нашому випадку додавання води) не узгоджується з тим фактом, що чистий С60 має дуже низьку розчинність як в воді, так і в суміші NMP/вода. Отже формування комплексів з переносом заряду суттєво змінює розчинність фулерену, вірніше можна вже говорити про розчинність комплексів C60–NMP в суміші NMP/вода. Цей висновок підтверджують результати розчинення осаду, отриманого з рідинної системи C60/NMP, який показав низьку розчинність в гарних для чистого С60 розчинниках.

Використання методу малокутового розсіяння нейтронів дозволило отримати структурні характеристики кластерів фулерену. Метод варіації контрасту в малокутовому розсіяння нейтронів надав важливу інформацію про внутрішню структуру та щільність пакування кластерів фулерену в рідинних системах. Метод екстракції показав можливість дослідження різних етапів агрегації за рахунок можливості екстрагувати лише мономери фулерену. Показано, що реорганізація кластерів в рідинній системі C60/NMP при зміні полярності відбувається шляхом відщеплення мономерів.

Отримані результати говорять про формування в рідинній системі C60/NMP сольватної оболонки навколо кластерів, яка суттєво змінює властивості фулерену в рідинній основі. Так методом малокутового розсіяння нейтронів виявлено аномальне підвищення розчинності фулерену С60 у воді. Цей висновок вказує на можливість створити при подальшому дослідженні ефектів сольватації фулеренів принципово новий метод отримання водних рідинних систем фулеренів. Отримані результати є суттєвим кроком в розумінні структури, поведінки та причин стабілізації кластерів фулерену С60 в полярних розчинниках. Отримані структурні параметри кластерів фулерену при зміні полярності розчинника, як її збільшення, так і зменшення відкрили розуміння кластерної організації. Виявлений процес руйнування кластерів С60 при зміні полярності розчинника дозволяє регулювати процеси формування кластерів та створювати системи з необхідними властивостями, що надає можливість значно розширити область використання рідинних систем фулеренів.

Вперше був проведений аналіз внутрішньої структури агрегатів рідинної системи вода-фулерен С60, що була синтезована «методом заміни розчинника». Завдяки нейтронному експерименту вдалось виявити, що агрегати мають однорідну внутрішню структуру з густиною пакування молекул у кристалічному або кластерному стані речовини. В той самий час можна стверджувати, що об’єм водних включень в агрегатах складає не більше 3%. Показано, що внутрішня структура агрегатів залишається незмінною незалежно від їх розміру.

На основі експериментів з малокутового розсіяння нейтронів на рідинній системі вода-фулерен С60 виявлено, що дана система є сильно полідисперсною за розмірами агрегатів (до 84 нм).

Модельні розрахунки дозволили підтвердити анізотропну форму агрегатів та встановити експоненційний розподіл за розмірами, в якому основна доля агрегатів має розмір менший 30 нм. За результатами апроксимації даних малокутового розсіяння нейтронів з трьох можливих моделей структури агрегатів була обрана модель кластерів з молекул С60 з кристалічною структурою та водною оболонкою на їх поверхні, що виконує роль стабілізатора системи. Анізотропність агрегатів пояснюється тим, що процеси формування водної оболонки на поверхні агрегатів та агрегації молекул С60 у кластери відбуваються в одному часовому масштабі.

Оптичні та нейтронні експерименти з агрегації у системі показали, що рідинна система вода-фулерен С60 є надзвичайно стабільною. Агрегати утримують біля себе велику кількість води (прошарки з товщиною більше 5 нм). При коагуляції агрегати не руйнуються та не змінюють свою структуру.

В рамках теоретичного опису формування кластерів в рідинних системах фулерену використовувався підхід, що базується на кінетичних рівняннях для еволюції функції розподілення кластерів за розміром, f(n,t). Ключовими характеристиками системи при даному підході є вирази для роботи по утворенню кластеру, ΔG(n), та модель доставки мономеру до кластеру та динаміки його включення до складу агрегату.

В першу чергу було показано, що розглянуті рідинні системи фулерену неможливо описати в рамках моделі краплі кластера, так як в цьому випадку час існування кластерного стану не перевищує декількох мілісекунд. Була розроблена теорія утворення кластерів в неполярних середовищах рідинних систем С60, що базується на моделі обмеженого росту. Модель представляє собою модифікацію класичної моделі краплі Френзеля – до виразу для роботи по утворенню кластеру додана складова, що відповідає за насичення росту кластеру певного розміру.

Запропоновано модель розчинності в неполярному розчиннику, що описує немонотонну розчинність С60 з часом. В моделі враховуються ефекти седиментації великих кластерів С60 з рідинної системи. В результаті, в залежності від поєднання параметрів моделі (швидкості седиментації, розчинності та росту кластерів) реалізуються різні кінетичні режими розчинення. Один з яких відповідає звичайному монотонному ходу розчинення, другий – описує немонотонний характер розчинності фулерену в сірковуглецю, а в третьому реалізуються стаціонарні коливання концентрації в рідинній системі з максимумом в концентрації насичення. Таким чином, за допомогою розвинутої авторами теорії з успіхом описується ріст кластерів в рідинних системах С60 на основі неполярних розчинників та супровідні кінетичні ефекти.

Виконані теоретичні дослідження рідинних систем фулерена С60 в полярних розчинниках. На базі підходу кінетичної теорії нуклеації проаналізовано велику кількість отриманих експериментальних даних для рідинних систем С60/NMP та С60/пірідін. На відміну від неполярних рідинних систем, використання моделі обмеженого росту з обмеженням розміру кластерів по n (кількості молекул С60 в агрегаті) не мають фізичних обґрунтувань. В якості альтернативи були запропоновані дві моделі опису таких систем. В першій з них – альтернативної моделі обмеженого росту, припускається, що поступове формування донорно-акцепторних комплексів C60-NMP обмежує ріст кластері фулерену. В другій моделі враховуються процеси розчинності фулерену, формування комплексів С60 з молекулами розчинника (NMP) та повільний ріст кластерів з нових комплексів. По відношенню до «вільних» розчинених молекул С60 рідинна система не є перенасиченою, та кластероутворення немає. Відносно тієї ж концентрації нових комплексів рідинна система уже є сильно пересиченою.

За допомогою запропонованих моделей виконані розрахунки для параметрів рідинної системи C60/NMP з різними значеннями параметру τ. Розміри кластерів в системі (~108 фулеренів на кластер) настільки великі, що для безпосереднього розв’язання рівнянь потрібен дуже довгий час комп’ютерних розрахунків. Був запропонований математичний алгоритм, що дозволяє виконати екстраполяцію отриманих розрахованих кривих до реально спостережених в експерименті. Показано, що з обраними параметрами запропоновані моделі якісно описують кластер ний стан в рідинній системі C60/NMP. Вперше вдалось отримати стаціонарні функції розподілення кластерів за розміром, f(n), для кінцевих стадій росту кластерів. Для однієї з моделей стаціонарні функції f(n) гарно описуються так названими функціями Слизова для класичної коалесценції. Для другої моделі було показано, що серед простих функцій розподілення найкращою підгонкою є логнормальний розподіл. Розрахунки f(n) були виконані для різних значень параметрів моделі τ та τc, що відповідають часам релаксації характерних процесів в системі.

За допомогою отриманих функцій f(n), був виконаний розрахунок модельних кривих малокутового розсіяння нейтронів для С60/NMP. Отримані результати відповідають експерименту в тому сенсі, що на кінцевій стадії еволюції кластерного стану сигнал малокутового розсіяння в експериментально отримуваному діапазоні векторів розсіяння близький до нуля. В той же час, показано, що на ранніх та середніх етапах росту кластерів, їх можна зареєструвати методом розсіяння нейтронів.

Таким чином, в рамках кінетичної теорії утворення та росту кластерів в рідинних системах С60 описана агрегація в неполярних розчинниках, пов’язані з нею ефекти немонотонної розчинності, запропоновано теорію для опису утворення кластерів в полярних рідинних системах фулерену, а також необхідний математичний апарат для дослідження еволюції f(n,t) на всьому інтервалі часу. Отримані стаціонарні функції розподілення, f(n) можуть надалі бути використані для моделювання різних експериментальних даних та прогнозування результатів експериментів, або порівняння з існуючими результатами. Перспективою використання отриманих результатів також є їх використання в описанні ефектів реорганізації кластерного стану в полярних рідинних системах фулерену при додаванні нового розчинника (вода, толуол), а також розглядається можливість використання розвиненого підходу до опису кінетичних ефектів в сильно полярних рідинних системах С60 та гідроксилированих молекул фулерену, наприклад фулеренолів та інших.

Цикл наукових робіт «Нейтронна діагностика функціональних рідинних наносистем» присвячений вирішенню актуального питання структурного опису складних рідинних наносистем з керованими властивостями для подальшого використання їх в сучасній медицині. Представлений цикл робіт Кизими О.А., Петренка В.І. та Тропіна Т.В. складається з 49 наукових праць, опублікованих в реферованих журналах за період 2004-2012 рр. З них 36 робіт знаходиться в базах даних SCImago та Scopus.

В представленому циклі робіт було вдосконалено та описано основні етапи синтезу рідинних наносистем з наперед заданими властивостями. Результати дослідження рідинних систем з фулеренами в суміші N-метилпірролідон/вода є першим кроком для отримання монодисперсних мономерних водних рідинних систем фулеренів, що значно розширить та спростить використання фулеренів в біомедицині.

Експериментальні дані отримано та проаналізовано співробітниками Київського національного університету імені Тараса Шевченка у співпраці з Лабораторією нейтронної фізики Об’єднаного інституту ядерних досліджень (Росія, Дубна), а також у співробітництві з Будапештським нейтронним центром (Угорщина); Московським державним університетом імені М.В.Ломоносова (Росія); Гельмгольц центром Геестхахт (Німеччина); Національним науковим центром «Курчатовський Інститут» (Росія); Центром фундаментальних та прикладних досліджень Румунської академії наук (Румунія); Інститутом експериментальної фізики Словацької академії наук (Словаччина).

Претенденти на здобуття щорічної премії

Президента України для молодих учених О.А. Кизима

В.І. Петренко



Т.В. Тропін
Каталог: sites -> default -> files
files -> Положення про порядок підготовки фахівців ступенів доктора філософії та доктора наук в аспірантурі (ад’юнктурі) та докторантурі вищих навчальних закладів
files -> Відділ аспірантури та докторантури Уманського державного педагогічного університету імені Павла Тичини
files -> Київський національний університет імені Тараса Шевченка
files -> Програма вступного іспиту до аспірантури зі спеціальності 22. 00. 03 соціальні структури та соціальні відносини Затверджено
files -> Культура Античності. Культура Давньої Греції
files -> Системотехнічні засади та інструментально-програмні засоби створення та підтримки цифрових словників сидорчук надія Миколаївна
files -> Міністерство освіти І науки україни державний економіко-технологічний університет транспорту
files -> Конспект лекцій для студентів усіх спеціальностей освітньо-кваліфікаційних рівнів «спеціаліст»,
files -> Конструкції для енергоефективного відновлення забудови, постраждалої від надзвичайних ситуацій

Скачати 201.76 Kb.

Поділіться з Вашими друзьями:




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2020
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка