name: Исследование физико-химических свойств pH-чувствительных полиэлектролитных слоёв на поверхности металлов и полупроводников во внешних электромагнитных полях
keyword_list: биопленки фотокоррозия III-V полупроводники фосфид галлия титановые нанотрубки протонирование градиенты pH липидный бислой полиионные сборки
abstract: Цель диссертационной работы заключалась в исследовании процессов, протекающих в pH-чувствительных слоях на поверхности электродов и фотоэлектродов в протонных градиентах, возникающих в растворах под воздействием внешних электромагнитных полей. В работе продемонстрировано, что полиэлектролитные покрытия оказывают влияние на электро- и фотоэлектрохимическую активность металлических электродов и полупроводниковых фотоэлектродов. Показано, что модификация поверхности анодированного наноструктурированного диоксида титана полиэлектролитными слоями приводит к росту фотокаталитической активности. Облучение TiO2/(PEI/PSS)3/PEI приводило к снижению pH раствора в области, прилегающей к облучаемой поверхности до менее чем 4 с начальных 6,5-7, в то время как облучение чистого диоксида титана только до 4,5. С помощью расчетов показано, что регулирование pH на границе раздела фотоэлектрода GaP с водным раствором позволяет управлять термодинамическими характеристиками процессов на поверхности полупроводника. Продемонстрирована эффективность использования pH-буферирующих полиионных сборок для защиты от фотокоррозии. Покрытие, состоящее из слабого поликатиона PEI и сильного полианионного катионита PSS, предотвращало анодное травление фотокатодов p-GaP и обеспечивало его продолжительную стабильную работу. В частности, полиионная сборка на поверхности GaP обеспечивала стабильность фототока после четырех часов непрерывной работы, в то время как на фотоэлектроде без покрытия плотность фототока снижалась более чем в 10 раз. Было продемонстрировано, что, используя методы контроля pH на границах раздела электрод (фотоэлектрод) – раствор можно контролировать электростатическое взаимодействие перезаряжаемых липидов с заряженной подложкой. Было также показано, что влияние липидного слоя в импедансе исчезает с увеличением концентрации протонов вследствие электро- и фотоэлектрохимических процессов на границе электрод/фотоэлектрод-раствор. Представлены, таким образом, новые электрохимические и фотоэлектрохимические подходы к изготовлению свободных липидных мембран мембраной при воздействии внешних электромагнитных полей, показан способ инкапсуляции компонентов раствора под липидной мембраной при облучении. Показан эффект фотоэлектрохимического переключения фототока на немодифицированном анодированном нанокристаллическом диоксиде титана. Этот эффект использован для создания на основе диоксида титана надежной модели химических логических вентилей. Продемонстрированы вычисления в соответствии с логикой ‘ИЛИ’ и ‘исключающее ИЛИ’, а также показана система, где выбор между различной логикой осуществляется с помощью программирующего сигнала. Биопленки E. Coli AR3110 выращены на агаровых субстратах, покрытых полиэлектролитами, и полиэлектролитные покрытия продемонстрировали себя как удобный способ управлять образованием биопленок на границе раздела твердое- воздух в статических условиях: увеличение молекулярной массы поликатионов, используемых для нанесения покрытий, приводило к более ограниченному росту, более протонированные и более положительные поверхности ограничивают рост биопленок в большей степени, что демонстрирует решающую роль заряда поверхности в контроле роста биопленки.
chairman_dissertation_council.name: Владимир
chairman_dissertation_council.surname: Шевченко
chairman_dissertation_council.patronymic: Ярославович
chairman_dissertation_council.position: Заведующий лаборатории
chairman_dissertation_council.degree: Доктор химических наук
chairman_dissertation_council.rank: Академик
chairman_dissertation_council.wos_research_id: A-8385-2016
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7401566773
chairman_dissertation_council.rinc_id: 45895
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Ирина
organization_supervisor.surname: Кручинина
organization_supervisor.patronymic: Юрьевна
organization_supervisor.position: Директор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 31.15.29
rubrics.name: Фотохимия. Лазерохимия
rubrics.code: 31.15.33
rubrics.name: Электрохимия
rubrics.code: 31.15.35
rubrics.name: Поверхностные явления. Адсорбция. Хроматография. Ионный обмен
oecds.code: 01.04.HQ
oecds.name: ELECTROCHEMISTRY
oecds.code: 01.04.DY
oecds.name: CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY
oecds.code: 01.04.EI
oecds.name: CHEMISTRY, PHYSICAL
speciality_codes.name: Физическая химия
speciality_codes.code: 02.00.04
supervisors.fio: Скорб Е. В.
supervisors.scientific_degree: Кандидат химических наук
supervisors.speciality_code: Физическая химия
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Агафонов А. В.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Неорганическая химия
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Горин Д. А.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Физическая химия
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ИХС РАН
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ХИМИИ СИЛИКАТОВ ИМ. И.В. ГРЕБЕНЩИКОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
protection_organization.ogrn: 1037800041399
protection_organization.supervisor_name: ИРИНА
protection_organization.supervisor_surname: КРУЧИНИНА
protection_organization.supervisor_patronymic: ЮРЬЕВНА
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: УНИВЕРСИТЕТ ИТМО; НИУ ИТМО; ИТМО
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИТМО"
author_organization.ogrn: 1027806868154
author_organization.supervisor_name: ВЛАДИМИР
author_organization.supervisor_surname: ВАСИЛЬЕВ
author_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения