РОЗВИТОК ХІМІЧНИХ ЗНАНЬ ПРО РЕЧОВИНИ ТА ПРОЦЕСИ

Оптимізовано процес синтезу стійких до вологи й опромінення плівок органо-неорганічних перовскитів CH₃NH₃РbІ₃. З’ясовано, що їх формування у розчиннику DMSO відбувається через утворення проміжних сполук (CH₃NH₃)₂(DMSO)_xPbI₄, (CH₃NH₃)₂(DMSO)₂Pb₃I₈, PbI₂-2DMSO, PbI₂-DMSO; мікроструктура плівок залежить від співвідношення вихідних реагентів. Одержані тонкошарові перовскити придатні до використаня у сонячних елементах (акад. НАН України А.Г. Білоус, О.І. В’юнов, Л.Л. Коваленко).

Встановлено, що при заміні Pb²⁺ у нестехіометричній фторидпровідній фазі Pb_0,86Sn_1,14F₄ катіонами Ва²⁺ утворюється неперервний ряд твердих роз-чинів Pb_0.86-xBa_xSn_1.14F₄, де 0≤ х≤ 0,86. Симетрія кристалічної гратки проміжних фаз в інтервалі 0≤ х≤ 0,50 відповідає структурі β-PbSnF₄; при збільшенні вмісту Ва2+ кристалічна гратка наближається до структурного типу β-ВаSnF₄, об’єм елементарної комірки зростає, що впливає на провідність фаз. Твердий розчин складу Pb_0,43Ba_0,43Sn_1,14F₄ має найменшу енергію активації і найвищу провідність (0,12 См/см), яка більш, ніж у 100 разів переважає провідність вихідної фази β-PbSnF₄. Одержані результати необхідні для оптимізації складу електролітів твердотільних фторидйонних батарей (чл.-кор. НАН України А.О. Омельчук, Ю.В. Погоренко).

НАНОХІМІЯ

Розроблено новий метод гідротермального синтезу вуглецевих квантових точок (ВКТ) розміром 1÷10 нм, в яких відстань між шарами графену становить 0,2÷2,5 нм; досліджено процеси взаємодії поверхневого шару ВКТ з розчином хлориду Cu(II), методом електронної спектроскопії показано координацію іонів Cu²⁺ до ВКТ. Методом плазмодугового розряду в середовищі азоту синтезовано графеноподібні структури С_xN_y; встановлено, що нанесення на металеві поверхні композитів вказаних структур з герметиком Clear RTV Silicone на основі диметилсилоксанового каучуку створює непроникне для електролітів антикорозійне покриття (чл.-кор. НАН України В.М. Огенко, Л.Б. Харькова, О.Г. Янко, О.М. Кордубан, Л.В. Дубровіна).

Створено скловидні оптичні нанокомпозити каприлату кадмію з гетеронаночастками Au/CdSe і CdSe/ZnS, з’ясовано, що вони показують швидкий нелінійно-оптичний відклик й відносно високі значення оптичної нелінійності третього порядку (10^-8 esu), при переході від моночасток металу або напівпровідника до складних типу ядро / оболонка оптична нелінійність перетворюється з дефокусуючої у фокусуючу (Т.А. Мирна, Г.Г. Яремчук).

ХІМІЧНА ЕКОЛОГІЯ

Вперше розроблено метод електрохімічного модифікування пористого оксиду алюмінію включеннями графену, який призводить до утворення α-фази (корунду) в порах Al₂О₃, що забезпечує високу міцність таких мембран; при цьому регулювання вмісту графену в електроліті дозволяє формувати пори заданого розміру, Одержані мембрани успішно випробувані в процесах діалізу, придатні для знесолення біологічних рідин (чл.-кор. НАН України В.М. Огенко, Ю.С. Дзязько, Л.М. Рождественська).

Розроблено каталізатор виділення водню із водного розчину боргідриду натрію в портативних генераторах проточного типу для живлення низькотем¬пературних паливних елементів з протонпровідними мембранами. Швидкість виділення водню при 24 °С пропорційна швидкості подання розчину й сягає 400 мл/хв при циркуляції розчину боргідриду натрію 6 ÷ 8 мл/хв, що забезпечує стійкий режим живлення воднево-кисневої паливної батареї потужністю 30 Вт (Ю.К. Пірський, Ф.Д. Манілевич).

БІОЛОГІЧНО АКТИВНІ РЕЧОВИНИ І МАТЕРІАЛИ

Разом із співробітниками Інституту молекулярної біології і генетики НАН України вперше проаналізовано взаємодію синтезованих галогенідних π-комплексів паладію і платини складу [M(HL)Hal₂] (де HL – N-алілзаміщені тіосечовини, Hal = Cl^-, Br^-, I^-) з молекулами ДНК плазміду, вплив на клітини меристем Allium cepa; встановлено їх значну цитотоксичну дію та анти-проліферативну активність. Найактивнішими виявились йодидні π-комплекси Pt й бромідні π-комплекси Pd, що свідчить про доцільність подальших випробувань цих сполук на протипухлинну активність (чл.-кор. НАН України В.І. Пехньо, С.І. Орисик).

Синтезовано фотоактивні комплекси фталоціаніну цирконію з амінобензойними кислотами, як позаплощинними лігандами, та їх композити з оксидом графіту; встановлено здатність комплексів і композитів генерувати синглетний кисень при опроміненні світлом, це відкриває значні можливості їх застосування як фотосенсибілізаторів у біомедичних цілях (чл.-кор. НАН України В.І. Пехньо, В.Я. Черній).

Розроблено метод синтезу наночасток архітектури ядро / оболонка Fe₃O₄ / CoFe₂O₄ з товщиною ядра ∼ 6,3 нм, оболонки 1,0 ÷ 2,5 нм. Показано, що наночастки набувають нових характеристик (величина питомих втрат потужності, намагніченість), які не властиві окремим складовим і механічним сумішам, що робить їх перспективними для біомедичного використання (акад. НАН України А.Г. Білоус, Ю.Ю. Шлапа).

НОВІ ВИСОКОЕФЕКТИВНІ ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ ТА МАТЕРІАЛИ

Вперше синтезовано нанокомпозит графітизованого нітриду вуглецю і частково розкритих вуглецевих нанотрубок, встановлено його високу фоточутливість при використанні у фотоелектрохімічній системі для отримання водню завдяки зменшенню темпу рекомбінації, збільшенню від’ємного стаціонарного потенціалу. Встановлено що збільшення ступеню розкриття нанотрубок призводить також до підвищення електрокаталітичної активності таких матеріалів (чл.-кор. НАН України Г.Я. Колбасов, І.А. Русецький, М.О. Данилов, С.С. Фоманюк).

Синтезовано плівкові матеріали для катодів акумуляторів на основі NaCrO₂, LiFePO₄. Показано, що у системах NaМCrO₂ (М=Fe, Mo, V) стабільна інтеркаляція/деінтеркаляція натрію в катод спостерігається лише у кристало-графічній фазі О3. Кращі показники оборотної ємності (130 мАгод/г) отримано у системі NaFe_0,1Cr_0,9O₂, це переважає показники відомих розробок (100 мАгод/г). Синтезовано за короткою схемою катодний матеріал LiFePO₄ для літієвих джерел струму, який показав оборотну ємність 130 мАгод/г (Е.В. Панов, С.М. Мальований, В.А. Галагуз).

Синтезовано новий ненасичений β-дикетон 2-метил-5-нафтен-пентен-1-діон-3,5 і комплекси лантанідів на його основі, а також гомо- й кополімери координаційних сполук лантанідів з β-дикетонами, що містять аліфатичні та ароматичні замісники в α-положенні хелатного кільця. На прикладі вперше одержаних сполук диспрозію з β-дикетонами з’ясовано, що інтенсивність 4f-люмінесценції комплексів з аліфатичними замісниками в 10-13 разів вища, ніж з ароматичними замісниками, яким властива потужна молекулярна флуоресценція (О.К. Трунова, О.С. Бережницька).

Синтезовано ряд електрокаталітичних сплавів Mo, W, Re з Co, Ni, Fe; встановлено їх структуру і закономірності впливу природи тугоплавких металів на функціональність інтерметалідних фаз, а саме: у ряду СоRe→СоW→СоМо спостерігається поліпшення магнітом’яких властивостей і підвищення каталітичної активності в реакції виділення водню, найактивнішими є біметалічні сплави Мо, особливо Со3Мо; найбільшу корозійну стійкість мають покриття СоW і СоRe (В.С. Кублановський, О.Л. Берсірова, Ю.С. Японцева).

Вперше розроблено неізотермічний термогальванічний елемент на основі порошкового заліза, який передбачає часткове відновлення Fe₃O₄ до FeO у присутності карбону при температурах до 120°С і призводить до зміни структури поверхні композитного електроду (К.Д. Першина).

Визначено оптимальні умови одностадійного електрохімічного синтезу силіциду танталу Та₂Sі у вигляді покриттів і порошків з хлоридно-фторидних розплавів; показано, що фазовий склад і стехіометрія продукту не залежить від співвідношення іонів у розплаві (С.В. Дев’яткін).