ИСТИНА

Управление молекулярными переключениями в планарных супрамолекулярных системах – одна из ключевых задач современной супрамолекулярной науки. Такие переключения лежат в основе новейших устройств молекулярной электроники. В докладе обсуждаются и анализируются современные представления о механизмах молекулярных переключений в планарных системах, индуцируемых взаимодействием монослоя с компонентами субфазы, латеральным сжатием-растяжением и/или облучением. Приведены примеры структурных переключений в монослоях Ленгмюра, приводящих к значимым изменениям оптических и/или электрохимических характеристик системы, описаны особенности методов их регистрации. На примере сэндвичевых тетрапиррольных комплексов лантанидов рассмотрены условия реализации редокс-изомерных молекулярных переключений. В работах лаборатории физической химии супрамолекулярных систем ИФХЭ РАН впервые выявлена управляющая роль поверхностного давления в процессах редокс-изомеризации в монослое. Кроме того, наши исследования показали, что к факторам, контролирующим таутомерные превращения в бис-фталоцианинатах лантанидов, относятся УФ облучение и рентгеновское облучение определённой энергии, микроокружение, ориентация молекул в монослое и степень донорности заместителей при фталоцианиновом кольце. Основанный на принудительной супрамолекулярной сборке новый принцип управления оптическими характеристиками планарных систем, состоящих из смеси геометрически согласованных компонентов, продемонстрирован на примере смешанных монослоёв тетрапиррольных комплексов никеля и рутения с координирующими аксиальными лигандами. Показаны широкие перспективы применения катион-индуцированной предорганизации монослоёв хромоионофоров для управления их оптическими характеристиками и создания сенсорных устройств. На основании анализа результатов измерений методами малоуглового рентгеновского рассеяния и стоячих рентгеновских волн в сочетании с квантово-химическим и молекулярным моделированием описаны структурные превращения в монослое, которые в одних случаях создают условия для формирования эксимеров, а в других - для количественного детектирования катионов ртути при субнаномолярных концентрациях - до 10-11 М. Для каждой системы подробно описаны физико-химические методы, которые могут быть использованы для регистрации исследуемых переключений. В частности, это специальные модификации оптических методов исследования, электрохимические методы, а также совокупность рентгеновских методов исследования наноразмерных систем с применением синхротронного излучения (малоугловая рентгеновская рефлектометрия, метод стоячих рентгеновских волн, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, спектроскопия края рентгеновского поглощения).