На главную
Українська English
ГлавнаяНАУЧНЫЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯЛАБОРАТОРИЯ СПЕКТРОСКОПИИ ПОЛИМЕРОВ

ЛАБОРАТОРИЯ СПЕКТРОСКОПИИ ПОЛИМЕРОВ

Заведующий лаборатории - ПАВЛИЩУК Виталий Валентинович

член-корреспондент НАН Украины, доктор химических наук, профессор

тел.: 38 (044) 525-42-24; 38 (044) 525-62-24; факс 38 (044) 525-62-16;
e-mail:shchuk@inphyschem.nas-kiev.ua

 В 1994г. в Институте при отделе свободных радикалов была образована лаборатория спектроскопии полимеров, которую возглавил канд.физ.-мат.наук В.Г.Головатый. В лаборатории проводились работы по разработке фундаментальных основ масс спектрометрии с полевой ионизацией, в частности были заложены теоретические основы метода ионизации электрическим полем, систематически исследованы закономерности десорбции молекулярных ионов и фрагментов с поверхности в условиях проведения масс-спектрометрического эксперимента. В.Г.Головатым с сотрудниками был разработан ряд новых методик изготовления источников полевых ионов с металлическим покрытием из разных атомов металлов, в частности железа, никеля, меди, цинка, золота, что позволило существенно расширить возможности метода масс спектрометрии для исследования веществ, которые требуют мягких условиях ионизации. Созданные в лаборатории методики были широко использованы при исследовании в области химического строения и кинетики, катализа, физико-неорганической химии, решении ряда медико-биологических проблем, изучении адсорбции ряда субстратов.

С 2004 г. лабораторию возглавляет д-р хим. наук В.В.Павлищук. В этот период в лаборатории начаты фундаментальные исследования направленные на установление вляния молекулярного и кристаллического строения полиядерных комплексов переходных металлов на их такие магнитные, адсорбционные, каталитические и др. свойства. В частности, установлены основные электронные и топологические факторы, которые влияют на тип и энергии обменных взаимодействий в молекулярных системах со спиновым обменом, установлено, что наличие непрямых обменных взаимодействий, которые присущи этим комплексам, приводит к возникновению магнитного упорядочения в рамках одной молекулы. Найдено, что тип магнитного упорядочения зависит как от типа магнитных обменных взаимодействий, так и от топологии расположения ионов металлов в полиядерном каркасе. Большое внимание уделяется разработке нетрадиционных методов получения нанооксидов переходных металлов и разнообразных композитных материалов на их основе за счет активации механохимическим путем, микроволновым облучением и сольвотермическим разложением полиядерных комплексов. Была показана перспективность полученных наномагнитных композитов в качестве адсорбентов для селективного экспресс-извлечения из сыворотки крови отдельных классов протеинов, в частности глобулинов.

r1

Основные направления исследований

В лаборатории проводятся исследования в ряде актуальных направлений современной физико-неорганической химии, в частности:

  • теория химического строения координационных соединений;
  • молекулярный магнетизм полиядерных комплексов 3d- и 4f- металлов;
  • процессы с переносом электрона: электрохимия координационных соединений, кинетика и механизмы редокс-реакций;
  • физическая химия наноразмерных магнитных частиц;
  • адсорбционные процессы с участием координационных полимеров.

Выполняются научно-исследовательские работы с использованием физических методов исследований:

  • масс-спектрометрия (ионизация молекул электронным ударом, сильным электрическим полем, бомбардировка быстрыми атомами) для идентификации веществ и изучения их строения;
  • радиоспектроскопия (ЯМР, ЭПР) для получения качественных и количественных характеристик разных химических, электрохимических, фотохимических и других процессов;
  • просвечивающая электронная микроскопия наноразмерных и наноструктурированных веществ, композитов и материалов.

  r3

Важнейшие результаты 

  • установлена связь молекулярного и кристаллического строения координационных полимеров и полиядерных комплексов переходных металлов с такими физическими свойствами, как магнитные, адсорбционные, каталитические и др. Выявлены, в частности, основные электронные и топологические факторы, которые влияют на тип и энергию обменных взаимодействий в молекулярных системах со спиновым обменом. Найдено, что наличие непрямых антиферромагнитных обменных взаимодействий, которые присущи этим комплексам, приводит к возникновению локального ферромагнитного упорядочения в рамках одной молекулы; получены одномерные координационные полимеры с ферро- и ферримагнитным упорядочением в цепи.

 r2

 

  • Обоснован и разработан новый подход к созданию ферримагнитных нанооксидов и нанокомпозитов на их основе путем термолиза или микроволновой активации полиядерных комплексов, в результате чего был получен ряд суперпарамагнетиков с высокой температурой Кюри и с узким распределением наночастиц по размерам;

 r4 

  • разработан метод магнитной экспресс- сепарации иммуноглобулинов из сыворотки крови, который позволяет существенно повысить эффективность процесса их выделения; создан новый магнитно-люминесцентный нанокомпозит CoFe2O4@SiO2@Gd2O3:Eu2O3 и установлена способность его частиц проникать в клетки макрофагов, что может найти использование как для диагностики, так и для лечения онкологических заболеваний путем гипертермии.

 r13

  • Показано, что изменение структурных параметров пористых координационных полимеров (ПКП) от температуры и количества адсорбированного субстрата имеют симбатный характер, что позволяет получить важную информацию о изменении молекулярного строения ПКП при вхождении адсорбата в его поры.

  r12

 

r5r6

r7r9r8

Аспиранты лаборатории за выполнением диссертационных работ

Научные связи

Химический факультет университета Дрекселя, Филадельфия, США – проф. А.В.Эддисон- договор о сотрудничестве в области физико-неорганической химии полиядерных комплексов.

Лаборатория химии твердого состояния CNRS, Ренн, Франция – проф. Л.Уаб- гранты в рамках договора о сотрудничестве между НАН Украины и CNRS- исследования магнитных свойств металл-радикальных комплексов и наночастиц.

Химический факультет университета Мемориал. Канада, проф. Л. Томпсон – исследования молекулярного магнетизма полиядерных комплексов;

Институт общей и неорганической химии им. Н.С.Курнакова РАН – академики В.М.Новоторцев и И.Л.Ерёменко- в рамках гранта INTAS 2004-2007 гг.- исследование молекулярной и кристаллической структуры полиядерных комплексов.

Научные сотрудники лаборатории:

Список избранных публикаций

  • Pavlishchuk, S.V. Kolotilov, A.W. Addison, M.J. Prushan,  D. Schollmeyer, L.K.Thompson, E.A.Goreshnik A Tetrameric Nickel (II) "Chair" with both Antiferromagnetic Internal Coupling and Ferromagnetic Spin Alignment Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, No. 24, 4734-4737.
  • S.V. Kolotilov, O. Shvets, O. Cador, N. Kasian, V. G. Pavlov, L. Ouahab, V. G. Ilyin, V. V. Pavlishchuk Synthesis, structure and magnetic properties of porous magnetic composite, based on MCM-41 molecular sieve with Fe3O4 nanoparticles J. Solid State Chem. 2006, 179, 8, 2426-2432.
  • Gavrilenko K.S., Punin S.V., Cador O., Golhen S., Ouahab L., Pavlishchuk V.V. Synthesis, Structure, and Magnetism of Heterometallic Carboxylate Complexes [MnIII2MII4O2(PhCOO)10(DMF)4], M = MnII, CoII, NiIIInorg. Chem., 2005, 44(16), 5903-5910.
  • Gavrilenko K.S., Punin S.V., Cador O., Golhen S., Ouahab L., Pavlishchuk V.V. In situ generation of carboxylate: an efficient strategy for a one-pot synthesis of homo- and heterometallic polynuclear complexes, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127(35), 12246-12253.
  • V. N. Dorofeeva, S. V. Kolotilov, M. A. Kiskin, R. A. Polunin, Z. V. Dobrokhotova, O. Cador, S. Golhen, L. Ouahab, I. L. Eremenko, V. M. Novotortsev 2D Porous Honeycomb Polymers versus Discrete Nanocubes from Trigonal Trinuclear Complexes and Ligands with Variable Topology Chem. Eur. J., 2012, 18, 5006 – 5012.
  • V. Pavlishchuk, S. V. Kolotilov, M. Zeller, O. V. Shvets, I. O. Fritsky, S. E. Lofland, A. W. Addison, A. D. Hunter Magnetic and Sorption Properties of Supramolecular Systems Based on Pentanuclear Copper(II) 12-Metallacrown-4 Complexes and Isomeric Phthalates: Structural Modeling of the Different Stages of Alcohol Absorption Eur. J. Inorg. Chem., 2011, 4826–4836.
  • R. A. Polunin, S. V. Kolotilov, M. A. Kiskin, O. Cador, S. Golhen, O. V. Shvets, L. Ouahab, Z. V. Dobrokhotova, V. I. Ovcharenko, I. L. Eremenko, V. M. Novotortsev, V. V. Pavlishchuk Structural flexibility and sorption properties of 2D porous coordination polymers constructed from trinuclear heterometallic pivalates and 4,4'-bipyridine Eur. J. Inorg. Chem., 2011, 4985–4992.
  • E. A. Mikhalyova, S. V. Kolotilov, O. Cador, M. Zeller, S. Trofimenko, L. Ouahab, A. W. Addison, V. V. Pavlishchuk, A. D. Hunter The role of the bridging group in exchange coupling in dinuclear homo- and heterometallic Ni(II) and Co(II) complexes with oxalate, oxamidate and dithiooxamidate bridgesDalton Trans.2012, 41 (37), 11319 – 11329.
  • E. A. Mikhalyova, S. V. Kolotilov, M. Zeller, L. K. Thompson, A. W. Addison, V. V. Pavlishchuk, A. D. Hunter Synthesis, structure and magnetic properties of Nd3+ and Pr3+ 2D polymers with tetrafluoro-p-phthalate Dalton Trans. 2011, 40, 10989–10996.
  • R. A. Polunin, S. V. Kolotilov, M. A. Kiskin, O. Cador, E. A. Mikhalyova, A. S. Lytvynenko, S. Golhen, L. Ouahab, V. I. Ovcharenko, I. L. Eremenko, V. M. Novotortsev, V. V. Pavlishchuk Topology Control of Porous Coordination Polymers by Building Block Symmetry, Eur. J. Inorg. Chem.,2010, 5055–5057.