Лекция «Разработка органических полупроводниковых материалов для оптоэлектроники, фотоники и биомедицины» в рамках цикла семинаров «Новые функциональные материалы: синтез, свойства и области применения» в ИОНХ РАН

Цикл семинаров «Новые функциональные материалы: синтез, свойства и области применения» организован Советом молодых ученых Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН при поддержке Научного совета по неорганической химии РАН в рамках Десятилетия науки и технологий.

13 марта 2025 г в 14:00 состоится очередной семинар, лектор – заведующий Лабораторией полимерных солнечных батарей Института синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН, д.х.н. Лупоносов Юрий Николаевич.

Семинар пройдёт в лекционной аудитории ИОНХ РАН (Москва, Ленинский проспект, д. 31, 2 этаж, каб. 217) с одновременной трансляцией через онлайн-платформу.

Для участия в семинаре необходимо пройти регистрацию через сервис ЯндексФормы.

Подробная информация о мероприятии, условия участия, контакты организаторов опубликованы на сайте ИОНХ РАН.

#российскаянаука #ионх

🔍В последние годы, сфера применения ферромагнитных жидкостей – стабильных коллоидных систем из магнитных наночастиц и несущей жидкости – смогла сильно расшириться, от использования в качестве хладагентов для акустических систем, компонентов магнитных защитных уплотнителей, например в жёстких дисках, до микрофлюидных устройств и, особенно, мягкой робототехники. Во многом область использования данных жидкостей зависит от свойств дисперсионной среды, в качестве которой, как правило, используются вода и углеводородные масла. Несмотря на их коммерческую доступность и простоту получения дисперсий, это накладывает определённые ограничения, например их нельзя использовать в контакте с разными органическими растворителями или биологическими жидкостями.
Логичным шагом в таком случае является использование силиконовых масел, обладающих сразу рядом преимуществ – высокой термической стабильностью, химической и биологической инертностью, высокая биосовместимостью и слабая зависимостью вязкости от температуры, однако ранее не было достигнуто больших успехов в получении таких систем из-за проблем с созданием устойчивой и равномерной дисперсии.
Недавно группа ученых из Шанхайского университета Цзяо Тун опубликовала статью в журнале ACS Nano, где продемонстрировано получение ферромагнитной жидкости на основе наночастиц оксида железа и монокарбоксидецилфункционального полидиметилсилоксана. Успех данного подхода обеспечили три фактора: использование ультразвука, ускорившего процесс изготовления жидкости с двух дней до двух часов (причём лишь с появлением ультразвука наблюдается поверхностная нестабильность в магнитном поле); замена растворителя для ПДМС с толуола на более легколетучий гексан, облегчивший процесс выделения продукта; выбор олигомерных ПДМС вместо высокомолекулярных, обеспечивший снижение вязкости и улучшение образования дисперсии. Плохая смешиваемость с полярными растворителями и слабое изменение вязкости в широком диапазоне температур (в пределах одного порядка от -25 до 150 градусов Цельсия) по сравнению с уже доступными ферромагнитными жидкостями расширяют диапазон сред, в которых они могут быть использованы. В довершение, исследователи продемонстрировали манипулирование различными объектами – набором разных субстратов на плоскости и в трёх измерениях; каплей красителя, имитирующего лекарственный препарат, для преодоления лабиринта; отдельными каплями раствора полиакриламида для образования гидрогеля в конкретной точке поверхности; отдельными каплями и пузырьками воздуха, захватывая их кольцом; а также доказали биоинертность данных жидкостей, что в совокупности показывает высокий потенциал данной системы для применения и дальнейшего улучшения в областях мягкой робототехники и систем доставки, в том числе – контактирующих с живыми организмами.

Важен ли размер молекулы и длина спейсера между гибким и жестким блоком в дендримерах для молекулярной упаковки?

Исследователи из ИСПМ РАН, ТГПУ им. Л.Н. Толстого, ИНЭОС РАН и НИЦ "Курчатовский институт" представили новое исследование в области синтеза и анализа гибридных дендримеров. В работе впервые изучено, как длинные гибкие спейсеры влияют на молекулярную упаковку в системах, сильно различающихся по молекулярной жесткости, а именно сочетающих гибкое карбосилановое ядро и жесткую полифениленовую оболочку.

Важным достижением стал успешный синтез трех генераций гибридных дендримеров с использованием последовательности реакций гидросилилирования с 1-(11-азидоундецил)-1,1,3,3-тетраметилдисилоксаном и азид-алкинового циклоприсоединения (CuAAC) с ацетиленовым производным гексафенилбензола . Ученые продемонстрировали, что введение длинного алкильного спейсера (C11) между гибким карбосилановым ядром и жесткими гексафенилбензольными терминальными группами приводит к формированию моноклинной кристаллической решетки. Это отличается от ранее изученных аналогов с короткими спейсерами, где наблюдалась гексагональная упаковка.

С помощью методов SAXS и WAXS было установлено, что способность к кристаллизации дендримеров не зависит от их поколения и определяется упорядоченным расположением ароматических фрагментов. Исследования подтвердили, что длинные спейсеры обеспечивают большую подвижность ароматических блоков, что открывает новые возможности для управления свойствами сложных гибридных систем.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Applied Polymer Science.

II Сибирский химический симпозиум

С 20 по 24 октября 2025 года на базе Томского политехнического университета (г. Томск, ул. Усова, 13В, Международный культурный центр) состоится II Сибирский химический симпозиум.

Научная программа симпозиума будет включать пленарные, ключевые, приглашенные, устные и стендовые доклады.

Рабочий язык симпозиума – русский, английский.

Тематики симпозиума:
• катализ;
• методы органического синтеза;
• дизайн новых материалов;
• методы машинного обучения;
• медицинская химия;
• кристаллохимический дизайн и супрамолекулярная химия;
• химия элементоорганических соединений;
• химия молекулярных магнетиков.

Ключевые даты:
20 августа - закрытие online-регистрации и окончание приема материалов;
до 5 сентября - рассылка уведомлений о принятии докладов;
до 10 сентября - оплата оргвзноса;
до 20 сентября - публикация и рассылка программы конференции;
20 октября – день заезда, регистрация участников;
24 октября – подведение итогов конференции, отъезд участников.

К началу работы конференции будет опубликован сборник материалов, индексируемый аналитической базой данных РИНЦ.
Лучшие доклады будут отмечены дипломами.

Подробная информация о мероприятии, форма регистрации участников, требования к оформлению материалов опубликованы на сайте симпозиума

#конференция

🔍Силациклобутаны (далее SCBs) уже давно привлекают внимание химиков: дело в том, что за счет высокой напряженности кольца эти молекулы активно участвуют в реакции с раскрытием цикла и реакции с расширением кольца. Но у этой медали есть и обратная сторона: по той же причине SCBs сложно функционализировать, не задевая цикл.
До выхода данной работы существовало не так много способов осуществить данный процесс. При этом эти способы так или иначе предполагали использование органометаллики.
Но группа ученых из Шанхайского университета Jiao Tong при поддержке национального фонда естественных наук Китая разработала новый способ функционализации SCBs без использования каких-либо металлов.
Работа открывает путь к созданию новых мономеров на основе SCB, синтез которых ранее был затруднен.
Суть синтеза заключалась во взаимодействии SCB со связью Si-H и алкена в присутствии тио-катализатора (i-Pr3Si-SH 10 мольн.%) в ТГФ при УФ-излучении (390нм) в течение 36-48 часов. Таким образом, в процесса синтеза не использовались ни металлы, ни фотокатализатор. Под действием света Si-H гомолитически расщеплялись и образовывался силильный радикал, который атаковал двойную связь алкена, затем происходил радикальный перенос водорода от тиола, и все повторялось снова. В итоге образовывалось соединение, в котором к SCB был пришит новый алкильный "хвост".
В работе был синтезирован широкий ряд различных мономеров с выходом до 95% - авторы использовали десятки различных субстратов, в том числе с весьма капризными группами: спирты, кислоты, альдегиды, эфиры, нитрилы и даже ароматические амиды. ТГФ в качестве растворителя здесь выбран неслучайно – напряженность кольца SCB повышает кислотность Льюиса у атома кремния, в таких условиях ТГФ отлично координируется с ним и понижает энергию диссоциации Si-H связи.
Также авторы пробовали использовать в качестве реагента SCB с двумя гидридами при атоме кремния (далее DHSCB), который редко использовали ранее из-за его летучести и капризности. Однако, авторам удалось стабилизировать его в растворе и получить описанным выше образом различные алкилмоногидриды.
Это, по сути, открыло путь к ранее недостижимым мономерам и позволило проводить даже последовательное двойное гидросилилирование, создавая несимметричные SCB в одной колбе без очистки между стадиями.
Кроме того, авторы провели исследование механизма реакции:
EPR-анализ показал образование силлил-радикалов, а эксперименты с радикальной ловушкой подтвердили цепной радикальный характер реакции. Также было показано, что реакция идет и без тиола, однако очень медленно: 120 часов при облучении с выходом в 11%. ЯМР анализом была подтверждена координация между ТГФ и HSCB
✅Таким образом, это не просто красивая реакция. Это доступ к ранее неизвестным соединениям, который будет значительно способствовать развитию кремнийорганической химии.
Работа опубликована в Nature Communications, что предполагает высокое качество исследования.

Ну а суть проста: иногда для успеха нужно лишь немного света и правильная среда 😉