Шабатина Татьяна Игоревна, к.х.н., вед.научн.сотр., зам.зав.лабораторией
Морозов Юрий Николаевич, к.х.н., ст.научн.сотр
Загорский Вячеслав Викторович, к.х.н., д.пед.наук, ст.научн.сотр
Боченков Владимир Евгеньевич, к.физ.-мат.н., ст.научн.сотр
Шабатин Владимир Петрович, к.х.н., ст.научн.сотр
Верная Ольга Ивановна, к.х.н., научн.сотр.
Власов Алексей Викторович, к.х.н., научн.сотр
Беляев Анатолий Анатольевич, мл.научн.сотр.
Мухин Максим Сергеевич, мл.научн.сотр
Петрова Елена Петровна, мл.научн.сотр.
Бацулин Александр Феликсович, инженер.
Куколев Евгений Александрович, мастер ВК
Утехина Анастасия Юрьевна, аспирант
Основные направления научной работы лаборатории:
На
Химическом факультете в лабораториии химии низких температур создано и активно
развивается новое направление - нанокриохимия, включающее получение,
стабилизацию и химическую модификацию нано и субнаноразмерных систем с
применением методов химии низких температур.
Работа
развивается в трех основных направлениях:
- Установление
размерных эффектов в реакциях частиц металлов и их соединений определяющих
химическую активность наносистем в интервале температур 10-300 К.
- Разработка на
основе криоформирорвания газочувствительных наносистем и сенсорных материалов
- Применение
низких температур для криомодификации лекарственных средств.
В
работе используется совместное осаждение паров ряда металлов с различными
активными и инертными неорганическими и органическими соединениями, в том числе
жидкими кристаллами и мономерами, на холодные поверхности. Химические изменения
при конденсации и последующем нагревании контролируются методами ИК-, УФ-,
ЭПР-спектроскопии, калориметрически, термогравиметрически, по изменению электропроводности,
а также с применением различных типов просвечивающей и зондовой микроскопии.
Низкие
температуры позволяют in situ проводить стабилизацию и осуществлять химические
реакции атомов, кластеров и наночастиц металлов. Исследованы физико-химические свойства
и реакции частиц Mg, Ag, Cu, Pb, Sm, Eu. Разработаны методы управления
свойствами наносистем в ходе их криоформирования. На основе свинца получены
частицы типа "металлическое ядро - полупроводниковая оболочка" с контролируемым
размером от 5 до 50 нм и создан материал, демонстрирующий чувствительность к
воздействию паров воды и аммиака в несколько ppm в отсутствие нагревания.
Создан автоматизированный стенд, контролирующий изменение проводимости
газочувствительных систем.
На
основе серебра, меди и производных алкилцианобифенилов получены новые гибридные
наносистемы, образующие в определенном интервале температур твердые и
жидкокристаллические фазы с различным типом самоорганизации. В интервале
температур 80-350 К осуществлено управление размером (2-200 нм) и морфологией
формирующихся наночастиц и их агрегатов. Капсулированием металл-мезогенных
наносистем в полимерные пленки получены гибридные наноматериалы, стабильные в
широком интервале температур. Метод запатентован в РФ.
В лаборатории
разработана и запатентована оригинальная технология структурно-размерной
модификации кристаллических фармацевтических субстанций. Технология основана на
синтезе наноразмерных частиц осуществляется с использованием оригинальных
способов перевода органических исходных соединений в газовую фазу с последующей
контролируемой конденсацией на холодную поверхность. Созданы практические
установки производительностью 1-10 г/сутки.
Технология
крионанохимической модификации обладает рядом преимуществ:
- позволяет
уменьшать размеры кристаллов до наномасштабов и получать новые полиморфные
структуры;
- универсальна
и не использует растворителей, без ограничений применима для нерастворимых в
воде соединений;
- чистота
криомодифицированных соединений превышает чистоту исходных субстанций;
- позволяет
получать совместные твердофазные структуры двух и более различных веществ, в
том числе гибридных структур, включающих как органические, так и неорганические
вещества.
- конструкции
разработанных установок не требуют применения специального дорогостоящего
оборудования.
Технология
апробирована на ряде примеров.
Для феназепама
получена ранее неизвестная стабильная кристаллическая форма с
размером частиц 50 нм, обладающая по сравнению с известной формой увеличенной в
5 раз скоростью растворения, большей биодоступностью и меньшей токсичностью,
повышенной анксиолитической и уменьшенной седативной активностью.
Получена
аморфная активная форма карведилола. Для иммуностимулирующего и радиопротекторного
гормона 5-андростендиола впервые получены наночастицы размером 50-100 нм.
Гранты:
2 гранта ИНТАС,
4 гранта РФФИ,
грант Российской Федеральной Программы <Университеты России>,
грант Миннауки
Методы исследования
- Криоконденсация паров реагентов,
- Низкотемпературная УФ-, ИК- , ЭПР- спектроскопия,
- Газовая хроматография, низкотемпературная адсорбция газов
- Низкотемпературная пленочная калориметрия,
- Потенциометрия и измерение проводимости тонкопленочных образцов.
- Квантово-химическое моделирование исследуемых систем (совместно с лабораторией химической кибернетики, проф.А.В.Немухин).
- Электронно-микроскопические исследования образцов (совместно с отделом электронной микроскопии МГУ им. М.В. Ломоносова).
Сотрудники лаборатории участвуют в работе ЦКП "Технология получения новых наноструктурированных материалов и их комплексное
исследование".
Лаборатория имеет договора о научно-техническом сотрудничестве с Центром наноструктурных материалов и нанотехнологий
Белгородского государственного университета (ЦНМ БелГУ), Институтом физики металлов (ИФМ) УрО РАН, Институтом химии нефти
СО РАН (ИХФ СО РАН), Исследовательским центром курортологии и реабилитации МЗ РФ (г. Сочи), Факультетом фундаментальной медицины
МГУ, кафедра фармакологии.
Сотрудники лаборатории активно участвуют в руководстве курсовыми работами студентов 1-4 курсов, дипломными и аспирантскими
работами.
На базе лаборатории создано отделение по переподготовке кадров по направлению химия низких температур.
В настоящее время отделение ориентировано на работы в области крионанохимии и крионанотехнологий.
Проф. Г.Б.Сергеев читает курс "Основы крионанохимии". Курс включает разделы:
Методы и техника работы;
Молекулярные, радикальные и цепные реакции при низких температурах;
Нанохимия атомов, кластеров и частиц металлов;
Самопроизвольные процессы с участием комплексов;
Реакции в замороженных растворах и организованных средах;
Криобиохимические реакции;
Применение низких температур в науке и технике.
В лаборатории подготовлено 3 доктора наук, 34 кандидата наук и более 50 молодых специалистов
Международное сотрудничество:
Университет штата Канзас (США)
Университет г.Йорк (Англия)
Центр нанотехнологических исследований (г.Оркус, Дания)
Институт физики низких температур НАНУ (г. Харьков, Украина)
Армянский исследовательский институт прикладной химии
Основные публикации:
Монографии:
 G.B.Sergeev. Nanochemnistry. Elsevier, 2006, 249 pp.
|
 Г.Б. Сергеев «Нанохимия». Учебное пособие. Изд-во
КДУ. М. 2006. 336 с.
|
 Г.Б.Сергеев Нанохимия; Москва, Изд-во МГУ, 2003; С.288
|
 В.Е. Боченков, Г.Б. Сергеев Oxide Nanostructures. 2010, Vol.3, pp.31-52
|
|
