Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Гунько Юрий Кузьмич Ирландия
Номер договора
14.B25.31.0002
Период реализации проекта
2013-2017
34
Количество специалистов
173
научных публикаций
4
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Хиральность - глобальное свойство любых био-объектов. Однако в силу строения своей кристаллической решетки и особенностей роста нанокристаллы так же обладают хиральностью. Работа сотрудников лаборатории направлена на изучение этого феномена. Результаты исследований позволят добиться беспрецедентной биосовместимости нанокристаллов. Этот результат найдет широкое биологическое и медицинское применение.

Название проекта: Разработка новых систем хиральных квантовых точек и их применение

Приоритет СНТР: а


Цели и задачи

Направление исследований: Нанотехнологии

Цель проекта: Разработка новых типов научно и технологически важных хиральных неорганических материалов на основе нанокристаллов, исследование их свойств и анализ их возможного практического применения



Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Предложена методика создания новых хиральных люминесцентных наноматериалов на основе диоксида титана путем одношагового безводного синтеза.
  • Предложен новый метод оптического зондирования, основанный на хиральном распознавании оптически активных магнитных наночастиц CoFe2O4 с помощью квантовых точек типа ядро-оболочка CdSe/CdS, стабилизированных цистеином с различной хиральностью.
  • Установлены закономерности влияния индуцированной хиральности Mn-легированных квантовых точек ZnS на жизнеспособность клеток A549.
  • Развита физическая модель димерной формы Ce6 с соответствующими рассчитанными спектрами поглощения и кругового дихроизма, которые находятся в качественном согласии с экспериментальными данными.
  • Предложена методика замены органической оболочки коллоидных квантовых точек селенида кадмия различного размера.
  • Предложена физическая модель формирования гибридных структур на основе коллоидных квантовых точек CdSe/ZnS и молекул тетра(p-триметиламино)фенилпорфина, сформированных в полиэтилентерефталатных трековых мембранах.
  • Определены закономерности фотоиндуцированного изменения люминесцентных свойств гибридных структур на основе наночастиц диоксида титана и квантовых точек CdSe/ZnS.
  • Установлены закономерности люминесцентных и фотоэлектрических свойств гибридных структур на основе квантовых точек CdSe/ZnS и многослойного графена.
  • Найдены закономерности влияния толщины оболочки полупроводниковых квантовых точек на оптические характеристики, включая оптическую активность.
  • Определены закономерности оптических свойств квантовых точек сульфида свинца, встроенных в матрицу нанопористого силикатного стекла, полученные методами стационарной и нестационарной спектроскопии фотолюминесценции.
  • Установлены закономерности энантиоселективного клеточного поглощения хиральных полупроводниковых нанокристаллов.
  • Развита модель кругового дихроизма квантовых точек CdSe/CdS в квантовых стержнях, ориентированных во внешнем электрическом поле.
  • Разработана методика сепарации рацемической смеси хиральных молекул.
  • Развита процедура синтеза хиральных оптически активных полупроводниковых нанокристаллов и контроля их качества методами оптической спектроскопии и электронной микроскопии.
  • Разработан метод создания двумерных самоорганизованных сверхрешеток из полупроводниковых нанокристаллов.
  • Развита квантовомеханическая теория хиральных полупроводниковых наносвитков.
  • Предложена теоретическая модель коллективных возбуждений суперкристаллов на основе гиротропных квантовых точек со сложными решетками, состоящими из двух или более подрешеток.
  • Развита модель оптически активных молекул на основе квантовых точек, каждая из которых обладает дипольным моментом, связанным с фундаментальным межзонным переходом между состояниями размерного квантования носителей заряда.
  • Предложен подход, позволяющий получить усиление энантиоселективности оптических свойств наночастиц, основанный на упорядочивании ахиральных наночастиц в хиральный суперкристалл с размерами, сравнимыми с длиной волны света.
  • Предложена теоретическая модель усиления оптической активности полупроводниковых нанокристаллов при помощи ионного легирования.
  • Предложена модель уширения оптических спектров поглощения ансамблями произвольно ориентированных наностержней и нанопластинок под действием статического электрического поля.
  • Развита теория оптической активности топологически искаженных полупроводниковых нанокристаллов.
  • Развита теоретическая модель взаимодействия сингулярного света с хиральными нанокристаллами.
  • Предложен метод разделения энантиомеров хиральных неорганических наночастиц с помощью энантиоселективных оптических сил.
  • Развита модель оптической активности нанокристаллов, обусловленной смешиванием квантовых состояний.

Образование и переподготовка кадров:

  • Организовано 16 стажировок студентов, аспирантов и молодых ученых в зарубежных университетах.

  • Проведена международная конференция PCNSPA Conference 2016 (Россия).

  • Защита: 2 докторские диссертации, 10 кандидатских диссертаций.

  • Разработаны и внедрены в учебный процесс 5 образовательных программ и курсов лекций. Курсы лекций: «Оптические процессы в наноструктурах» (магистратура), «Оптика наноразмерных супрамолекулярных систем» (магистратура), «Наноструктуры в электронике, оптоинформационных системах, биологии, медицине» (магистратура). Образовательные программы: «Физика и технология нанострукгур» (магистратура), «Физика наноструктур» (бакалавриат).

Сотрудничество:

  • Тринити-колледж (Ирландия): совместные исследования в области твердотельных хиральных наноструктур, визуализации и сенсорики биообъектов с помощью наночастиц, совместные публикации, обмен студентами, аспирантами и молодыми учеными

  • Университет Эксетера (Великобритания): совместные исследования в области разработки подходов к интеграции 2D-материалов на CMOS-фотонных чипах с использованием методов синтетической химии и технологии микрофлюидики, совместный проект «Graphene photonic metamaterials for fast information and communication», совместные публикации, обмен молодыми учеными

  • Федеральный институт исследования и тестирования материалов (Германия): совместные исследования в области создания сенсорной наноплатформы для мультиплексного анализа клеток, совместный проект «Моделирование и дизайн сенсорной платформы на основе тройных квантовых точек для мультиплексного анализа клеток», совместные публикации, обмен молодыми учеными

  • Швейцарская высшая техническая школа Цюриха (Швейцария): совместный проект «Моделирование и дизайн сенсорной платформы на основе тройных квантовых точек для мультиплексного анализа клеток»

  • Университет имени Бен-Гуриона (Израиль): совместные исследования дефектов в углеродных наноструктурах, совместные публикации

  • Шанхайский университет Джао Тонг (Китай): совместные исследования метаматериалов в виде ультратонких кремниевых наноструктур, совместные публикации

  • Университет Хосэй (Япония): совместные исследования оптических и структурных свойств одно- и двумерных наноуглеродных материалов, совместные публикации, обмен молодыми учеными

  • Государственный университет Кампинаса (Бразилия): совместные исследования гибридных материалов на основе графена и полупроводниковых квантовых точек, совместные публикации, обмен аспирантами и молодыми учеными

  • Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (Россия): совместный проект «Теоретическое моделирование энергетического спектра электронной подсистемы гибридной 2D-структуры “графен–КТ”», совместные публикации
Скрыть Показать полностью
Baimuratov A.S., Pereziabova T.P., Zhu W., Leonov M.Y., Baranov A.V., Fedorov A.V., Rukhlenko I.D.
Optical Anisotropy of Topologically Distorted Semiconductor Nanocrystals. Nano Letters 17(9): 5514–5520 (2017).
Tepliakov N.V., Baimuratov A.S., Vovk I.A., Leonov M.Y., Baranov A.V., Fedorov A.V., Rukhlenko I.D.
Chiral Optical Properties of Tapered Semiconductor Nanoscrolls. ACS Nano 11(7): 7508–7515 (2017).
Mukhina M.V., Baimuratov A.S., Rukhlenko I.D., Maslov V.G., Finn P.M., Gun’ko Y.K., Baranov A.V., Fedorov A.V.
Circular Dichroism of Electric-Field-Oriented CdSe/CdS Quantum Dots-in-Rods. ACS Nano 10(9): 8904–8909 (2016).
Baimuratov A.S., Rukhlenko I.D., Gun’ko Y.K., Baranov A.V., Fedorov A.V.
Dislocation-Induced Chirality of Semiconductor Nanocrystals. Nano Letters 15(3): 1710–1715 (2015).
Mukhina M.V., Maslov V.G., Baranov A.V., Fedorov A.V., Orlova A.O., Purcell-Milton F., Govan J., Gun’ko Y.K.
Intrinsic Chirality of CdSe/ZnS Quantum Dots and Quantum Rods. Nano Letters 15(5): 2844–2851 (2015).
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Светоизлучающие углеродные квантовые наноструктуры

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики»

Нанотехнологии

Санкт-Петербург

Рогач Андрей

Германия

2018-2020

Лаборатория функциональных алюмосиликатных наноматериалов

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина»

Нанотехнологии

Москва

Львов Юрий Михайлович

США, Россия

2017-2021

Международная лаборатория гибридных фотонных наноматериалов

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Нанотехнологии

Москва

Ракович Юрий Петрович

Ирландия, Беларусь

2017-2021