1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer>

Фотонно-кристаллические пленки на основе монодисперсных сферических частиц кремнезема и оптические структированные хемосенсорные пленки

Характеристика:

(1) Разработан принципиально новый метод получения оптически совершенных монокристаллических фотонно-кристаллических (ФК) пленок из лиофильных суспензий монодисперсных сферических частиц кремнезема путем их гравитационной укладки в совершенную регулярную структуру в среде поверхностно-активного вещества.

Электронномикроскопический снимок структуры ФК-пленки, полученной из леофильной суспензии с диметилсульфоксидом. Характерные точечные дефекты на поверхности пленки – вакансии моносферических частиц кремнезема, не приводящие, однако, к нарушению общей закономерности укладки частиц и появлению доменов.


О высоком оптическом качестве ФК пленок свидетельствуют коэффициенты отражения в фотонной запрещенной зоне до 96%.

На рисунке представлен коэффициент отражения (R) от ФК-плёнки, полученной из лиофильной суспензии с ДМСО, при угле падения 5º и коэффициент пропускания (T) при различных углах падения. (Характеристическое исследование плёнки выполнено Плехановым А.И. в Институте автоматики и электрометрии СО РАН).


Упрочнение готовой пленки в спиртовом нанозоле кремнезема обеспечивает получение ФК пленки с твердостью до 3,5-4 по шкале Мооса и прочностью, сравнимой с прочностью стеклоподобного силикагеля, достаточной для практического применения в ФК устройствах.

(2) Создан метод получения нового оптического хемосенсорного структурированного материала на основе наночастиц кремнезема. Метод основан на том, что в золях наночастиц кремнезема при pH в интервале 1,5-2 (область инверсии заряда частиц кремнезема) на поверхности частиц находятся нейтральные силанольные группы, что создает возможность присоединения к поверхности частиц молекул люминесцентного красителя с помощью водородных связей. Для предотвращения их агрегирования при низких значениях pH применено катионное поверхностно-активное вещество - цетилтриметиламмония хлорид, обеспечивающий мостиковые связи между наночастицами.
Нанесение модифицированного нанозоля на подложки позволяет получать мезопористые хемосенсорные пленки для рецепции вредных примесей в воздушной и водной средах с последующим определением их вида и концентрации оптическим способом по изменению интенсивности возбуждаемой фотолюминесценции.

(3) Разработан новый метод получения хемосенсорных пленок на основе мезопористого кремнезема и фотонно-кристаллических матриц с использованием комплекса серебро-краситель и спейсер-эффекта.
Получены оптические структурированные хемосенсорные пленки на основе частиц кремнезема размером 5-8 нм с модифицированной комплексом серебро-краситель поверхностью, в которых в результате внешнего коротковолнового (360 нм) возбуждения энергия плазмонного резонанса серебра передается красителю (спейсер — эффект), что позволяет увеличить в 2 – 2,5 раза интенсивность фотолюминесценции хемосенсорной пленки.

(4) Впервые получены коллоидные растворы (нанозоли) наночастиц кремнезема с размером 4-5 нм, совместимые с биологическим буферным раствором, способные проникать через клеточную оболочку.
Нанозоли могут быть использованы для решения задач транспорта олигонуклеотидов внутрь клетки в виде комплексов наночастица SiO2 – олигонуклеотид или комплекса наночастица SiO2 – пилолизин – олигонуклеотид.

Уровень практической реализации:
Разработана лабораторные методики синтеза ФК пленок.

Патентная защита:
Патенты на изобретения РФ №№2370310, 2389683.

Коммерческие предложения:
Инвестиции для дальнейших исследований и разработок для получения ФК пленок

Ориентировочная стоимость:
Монокристаллическая опаловая ФК пленка площадью 3-4см2 с толщиной до 10мкм имеет стоимость при лабораторном производстве 15 000 руб.

Контактная информация:
Д.г.-м.н., вед.н.с Калинин Дмитрий Валентинович,
E-mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it , тел.: 333-36-87.

Limon Tour World Guide Tranzito