ИСТИНА

Для реализации подходов, связанных с новыми лазерными методами получения наночастиц (НЧ) нами была разработана конструкция новой камеры высокого давления, с прозрачными сапфировыми окнами, которая, с одной стороны, позволяла в режиме in situ следить за развитием процессов в сверхкритическом диоксиде углерода (СК ДУ), с другой стороны, заводить в неё лазерное излучение для воздействия на материалы, находящиеся в самой камере. Такими материалами могут быть соответствующие металлические мишени для получения НЧ методом лазерной абляции в среде СК ДУ, либо прозрачные пористые материалы, в которых во время их пропитки прекурсорами металлов могут одновременно развиваться процессы фотоиндуцированного формирования НЧ. С помощью этой камеры в дальнейшем будут реализованы новые подходы к процессам синтеза нанокомпозитных материалов на основе НЧ благородных металлов. С использованием традиционных методов пропитки образцов на основе SiO2 в растворах СК ДУ (или органических растворителях) были получены образцы искусственных опаловых матриц и стекла Vycor, содержащие молекулы прекурсоров серебра и золота. В качестве прекурсоров использовались либо металлорганические соединения типа Ag(hfac)COD, либо неорганические соли AgNO3 и H[AuCl4]*4H2O. На примере образцов, легированных AgNO3, рассмотрены механизмы внедрения этих молекул в данные матрицы и процессы образования НЧ серебра в пустотах этих материалов при их отжиге на воздухе. При этом, наблюдение за развитием процессов осуществлялось с помощью абсорбционной спектроскопии и спектроскопии электронного парамагнитного резонанса. Использование последнего метода позволяло обнаружить появление двухзарядового состояния для серебра при СКФ импрегнации молекул прекурсора в данные матрицы. Исследование термостимулированных процессов формирования металлических НЧ в данных матрицах было расширено на диапазон температур от 20 до 750o С с применением различных прекурсоров серебра и золота и разных способов пропитки, включая и СКФ импрегнацию. Наблюдение за образованием полос плазмонного резонанса (ПР) в легированных образцах Vycor при их отжиге позволило установить особенность такого процесса при использовании в качестве прекурсоров неорганических солей металлов. Эта особенность заключается в появлении эффекта полного затемнения образца во всём диапазоне длин волн при температурах, когда происходит активный термолиз солей прекурсора. Природа этого эффекта связана, по нашему мнению, с образованием кластерных структур из НЧ металлов в близкорасположенных пустотах стекла и рассеянием света на них. Обнаружены температурные области трансформации НЧ металлов в данных матрицах при их отжиге и предложены механизмы, объясняющие эти процессы. На основе опаловидных плёнок (плёнок, состоящих из сфер диоксида кремния) и золь-гель плёнок из SiO2 был разработан метод получения мезоструктур, содержащих НЧ серебра, на подложках из кремния, силикатного и кварцевого стекла. Исследование кинетики формирования в подобных плёнках НЧ серебра в процессе их термообработки позволило установить особенности формирования полос ПР в каждом их этих случаев. Представлены первые результаты экспериментов по усилению сигнала комбинационного рассеяния от молекул Родамин 6G на опаловидных плёнках в зависимости от условий их предварительной термообработки. Полученный результат демонстрирует эффект усиления до двух порядков и связан с НЧ серебра сферической формы. Рассмотрены возможности получения более высоких коэффициентов усиления (до 104-105) при использовании НЧ золота специальной формы. В прозрачных диэлектриках (стекло Vycor и полимер типа сшитый олигоуретанметакрилат – ОУМ), легированных неорганическими прекурсорами серебра и золота - AgNO3 и H[AuCl4]*4H2O, под действием непрерывного лазерного излучения (473 нм) был обнаружен и изучен эффект образования новых нитевидных (филаментных) структур из наночастиц этих металлов, которые возникали вдоль направления излучения. Установлено, что филаменты из НЧ золота длиной до 5 мм и толщиной до 5-90 мкм возникают как в процессе излучения, так и продолжают расти после его окончания в результате пострадиационных диффузионных процессов. Наблюдаемый эффект низкоинтенсивного лазерного формирования филаментов является результатом сильного роста поглощения при образовании наночастиц, которые обладают большим ПР. При этом, соответственно, меняется показатель преломления среды вдоль направления излучения и создается волноводный канал. Образованию филаментов способствует, по нашему мнению, появление нанолинз из частиц металла, которые отвечают также за развитие их гранулированной структуры.