На главную
Русский English
ГоловнаНаукові підрозділиВІДДІЛ ФОТОХІМІЇ2008

ВІДДІЛ ФОТОХІМІЇ2008

Завідувач відділу - КУЧМІЙ Степан Ярославович
доктор хімічних наук, професор, член-кореспондент НАН України
Проспект Науки, 31 м. Київ 03028 Україна
Інститут фізичної хімії ім. Л.В.Писаржевського НАН України
тел.: 38 (044) 525 66 62 факс: 38 (044) 525 66 62
e-mail:kuchmiy@inphyschem-nas.kiev.ua; stephan@ukr.net

 Відділ фотохімії був створений у 1934 р. під керівництвом професора Бориса Яковича Даїна (керівник відділу фотохімії до 1971 р.) – учня академіка Л.В.Писаржевського - засновника Інституту фізичної хімії ім. Л.В.Писаржевського НАН України Б. Я. Даїн започаткував новітній на той час науковий напрямок, пов’язаний з вивченням явища фотоперенесення електрона - елементарного акту окислення-відновлення, який є ключовою стадією природного фотосинтезу, інших фотобіологічних процесів та лежить в основі фотохімічних окисно-відновних перетворень багатьох органічних і неорганічних сполук. Дослідження в рамках цього напрямку були розвинуті в роботах учнів Б. Я. Даїна - Йосипа Йосиповича Ділунга (лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки та премії ім. Л.В.Писаржевського НАН України, Заслужений діяч науки і техніки України, доктор хімічних наук, професор, керівник відділу фотохімії у 1971-1993 рр.), який одержав ряд важливих наукових результатів при дослідженні процесів фотопереносу електрона в системах за участю хлорофілу, інших рослинних пігментів, барвників та ароматичних сполук, а також Анатолія Івановича Крюкова (лауреат Премії ім. Л.В.Писаржевського НАН України, доктор хімічних наук, професор, у 1974-1993 рр. керівник лабораторії фотохімії координаційних сполук, згодом - лабораторії фотокаталітичних реакцій), який встановив важливу роль елементарного акту фотопереносу електрона у фотохімії координаційних сполук, ініціюванні реакцій органічного синтезу, полімеризації, а також у фотокаталізі, як гомогенному - за участю металокомплексів, так і гетерогенному – в присутності дисперсій напівпровідників. У відділі фотохімії захистили дисертації та працювали також відомі учені-фотохіміки: доктор хімічних наук професор Валентин Петрович Шерстюк, який встановив загальні закономірності фізико-хімічних процесів у системах, здатних до полімеризації та структурування при дії світла, з’ясував механізми утворення рельєфних зображень та голограм у хромвмісних полімерних шарах; доктор хімічних наук професор Євген Ілліч Капінус, який всестронньо дослідив фотоніку порфіринів та низки аренів в присутності донорів та акцепторів електрона, з’ясував механізми утворення синглетних та триплетних ексиплексів та їх роль в перебігу фотохімічних процесів; доктор хімічних наук Марина Миколаївна Усачова, яка встановила загальні закономірності фотофізичних та фотохімічних процесів в системах за участю феназину, акридину та їх похідних, розробила ряд фотополімеризаційноздатних композицій, світлочутливих у широкому спектральному діапазоні.

Основні напрямки досліджень

•  Розробляються фундаментальні та прикладні аспекти фотофізичних, фотохімічних і фотокаталітичних процесів в системах, що містять новітні матеріали - нанорозмірні частинки напівпровідників, а також наноструктури і нанокомпозити на їх основі.

Вивчаються фотокаталітичні системи на основі нанорозмірних напівпровідникових матеріалів та метал-напівпровідникових наноструктур, з`ясовується природа їх фотокаталітичної дії в різних окисно-відновних реакціях.

Досліджується механізм фотоініціювання процесів полімеризації ненасичених сполук за участю нанорозмірних частинок напівпровідників і барвників, вивчаються природа і властивості інтермедіатів, що утворюються під дією світла, з`ясовується їх роль у зародженні й розвитку фотополімеризаційних процесів.

Ведуться пошуки шляхів створення нових нелінійно-оптичних середовищ на основі полімерних композитних матеріалів за участю нанорозмірних частинок напівпровідників, металів та барвників.

Розробляються світлочутливі матеріали для потреб поліграфії, радіоелектронної та інших галузей промисловості.

Найважливіші результати за останні роки

  • Розроблено принципи створення організованих фотокаталітичних систем, що містять у своєму складі координаційні сполуки перехідних металів та дисперсії неорганічних напівпровідників.
  • Показано взаємозв`язок фотоніки напівпровідникових фотокаталітичних систем та енергетики електронних процесів, що проходять в них, з`ясовані особливості поведінки складних систем, які, крім напівпровідників, містять додаткові компоненти (барвники, дрібнодисперсні метали, переносники електронів і дірок та ін.).
  • Встановлено закономірності та механізми низки фотокаталітичних процесів за участю нанорозмірних частинок напівпровідників (окиснення сульфідних та сульфітних іонів киснем у водних розчинах, ініціювання полімеризації акрилових мономерів, відновлення іонів металів з утворення метал-напівпровідникових наноструктур, синтезу бінарних напівпровідникових наноструктур, виділення молекулярного водню з водно-неорганічних та водно-органічних середовищ тощо.).    
  • Встановлено вплив квантових розмірних ефектів на фотоніку напівпровідникових фотокаталітичних систем, продемонстровано можливості наближених оцінок і кількісного опису енергетики систем на основі напівпровідникових наночастинок і нанокомпозитів та прогнозування їх фотокаталітичної активності. Вперше показано можливість сенсибілізації ксантеновими барвниками широкозонного напівпровідника – наночастинок оксиду цинку – до дії світла видимого діапазону спектра в реакції фотополімеризації бутилметакрилату.
  • Встановлено залежність швидкості реакції від енергії збуджених станів барвників та зроблено висновок про визначальну роль в ініціюваннія полімеризації стадії переносу електрона від фотозбудженого барвника в зону провідності наночастинок ZnO.
  • Встановлено можливість застосування фотохімічних методів для формування наноструктурованих напіпровідників, керування їх розмірами, спектральними, фотофізичними та фотокаталітичними властивостями. Вперше, з використанням напівпровідникових квантових точок та наностержнів як фотокаталізаторів, показано можливість фотохімічного синтезу просторово-впорядкованих напівпровідникових наногетероструктур, зокрема мезопористих сферичних «нанокаркасів» та нанотрубок.

Наукові співробітники відділу

Гранчак Василь Михайлович, провідний науковий співробітник, доктор хімічних наук. Тел.: +38(044)5256712, факс: +38 (044)5256712, e-mail: granchak@inphyschem-nas.kiev.ua.

Строюк Олександр Леонідович, старший науковий співробітник, кандидат хімічних наук. Тел.: +38(044)5250270, факс: +38(044)5250270, e-mail: stroyuk@inphyschem-nas.kiev.ua.

Раєвська Олександра Євгенівна, старший науковий співробітник, кандидат хімічних наук. Тел.: + 38(044)5250270, факс: + 38 (044)5250270 e-mail: alraevskaya@ukr.net.

Швалагін Віталій Васильович, науковий співробітник, кандидат хімічних наук. Тел.: + 38(044)5250270, факс: + 38 (044)5250270 e-mail: svalagin@inphyschem-nas.kiev.ua

Список вибраних публікацій

1.      Stroyuk A.L., Granchak V.M., Korzhak A.V., Kuchmii S.Ya. Photoinitiation of buthylmethacrylate polymerization by colloidal semiconductor nanoparticles // J. Photochem. Рhotobiol. A: Chem.- 2004.- v. 162/2-3.-P. 339-351.

2.      Строюк А.Л., Крюков А.И., Кучмий С. Я., Походенко В.Д. Квантовые размерные эффекты в фотонике полупроводниковых наночастиц // Теорет. и эксперим. химия. – 2005. – т. 41, № 2.- С. 67-87.

3.      Строюк А. Л. , Крюков А. И., Кучмий С. Я., Походенко В. Д. Квантовые размерные эффекты в полупроводниковом фотокатализе // Теорет. и эксперим. химия. - 2005.- т. 41, № 4. - С. 199-218.

4.      Stroyuk A.L., ShvalaginV.V., Kuchmii S.Ya. Photochemical synthesis and optical properties of binary and ternary metal-semiconductor composites based on zinc oxide nanoparticles // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. – 2005. – v. 173, No 2. – P. 185-194.

5.      Raevskaya A. E., Stroyuk A. L., Kuchmii S.Y. Preparation of colloidal CdSe and CdS/CdSe nanoparticles from sodium selenosulfate in aqueous polymers solution // J. Colloid. Interface Sci. – 2006. – v. 302, - P. 133-141.

6.      Stroyuk A.L., Raevskaya A.E., Korzhak A.V., Kuchmiy S.Ya. Zink sulfide nanoparticles: Spectral properties and photocatalytic activity in metals reduction reactions // J. Nanopart. Research. – 2007. – v. 9, N 6. – P. 1027-1039. 

7.      Stroyuk A.L., Sobran I .V., Kuchmiy S.Ya. Photoinitiation of acrylamide polymerization by Fe2O3 nanoparticles // J. Photochem. Phobiol. A: Chem. – 2007. – v. 192.- P. 98-104.

8.      Швалагин В.В., Строюк А.Л., Котенко И.Е., Кучмий С.Я. Фотокаталитическое формирование пористых наносфер CdS/ZnO и нанотрубок CdS // Теорет. и эксперим. химия. – 2007.- т. 43, № 4. – С. 215-219.

9.      Korzhak A.V.,   Ermokhina N.I., Stroyuk A.L., Bukhtiyarov V.K., Raevskaya A.E., Litvin V.I., Kuchmiy S.Ya., Ilyin V.G., Manorik P.A. Photocatalytic hydrogen evolution over mesoporous TiO2/metal nanocomposites // J. Photochem. Рhotobiol. A: Chem. - 2008. – v. 198, N 2-3. – P. 126-134.

10. Строюк А.Л., Швалагин В.В., Раевская А.Е., Крюков А.И., КучмийС.Я. Фотохимическое формирование полупроводниковых наноструктур // Теорет. эксперим. химия. – 2008. – т. 44, № 4. – С. 199-220.

  Науково-технічні розробки відділу

  •  Фотополімеризаційноздатна композиція для виготовлення трафаретних друкарських форм з регенерацією ситового матеріалу - “ФОТОКОМ – ТС”.
  • Фотополімеризаційноздатна композиція для захисних масок друкарських плат  - “МАСКОФОТ - ТП".