Уникальные исследования по созданию перспективных азокрасителей

08.08.2022

Кандидат химических наук, доцент кафедры технологии керамики и наноматериалов Александр Евгеньевич Погонин стал еще одним победителем конкурса Российского научного фонда по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными». Его проект «Молекулярная структура и энергетика перспективных азокрасителей на основе фталонитрила: экспериментальные и теоретические исследования» получил поддержку в размере 3 миллионов.  

Изображение материала - Разработка азокрасителей сейчас перспективное направление в науке?

А.Е. Погонин: Да, интерес к ним обусловлен широким применением на практике, а также реальными перспективами применения их в качестве химических сенсоров, сенсибилизаторов, катализаторов, а также прекурсоров при получении эффективных фталоцианинов. Актуальным является получение информации о процессах парообразования, термодинамических величинах, а также о строении молекул данного класса соединений в связи с низкой представленностью этих данных в литературе.

-Каково практическое применение данного исследования красителей?

А.Е. Погонин: Различные азокрасители используются в промышленности. Также у них есть перспективы внедрения в новые наукоемкие технологии в качестве сенсоров, ДНК-зондов, материалов для оптики и фотохимии. Отдельно можно отметить проявляемый интерес к некоторым азокрасителям на основе фталонитрила как прекурсорам при получении фталоцианинов, которые, в свою очередь, могут применяться как сенсоры, фотосенсибилизирующие агенты в фотодинамической терапии. Именно для того, чтобы можно было предложить конкретные варианты их использования, необходимо изучить их свойства. Поддержанный проект направлен на изучение химического строения данных веществ в газовой фазе.

-Какими способами планируете проводить такие исследования?

А.Е. Погонин: Будет проведено комплексное изучение геометрического и электронного строения молекул различных азокрасителей на основе фталонитрила методами газовой электронографии, квантовой химии, электронной и инфракрасной спектроскопии, а также исследование процессов парообразования данных соединений методом масс-спектрометрии. В рамках проекта также будет проведен анализ применимости метода газовой электронографии для решения задачи идентификации таутомеров некоторых азокрасителей.

-Почему именно газовая фаза выбрана для изучения?

А.Е. Погонин: Исследования строения соединений, находящихся в газовой фазе, выгодны тем, что получаемые при этом структурные параметры относятся к индивидуальным молекулам, не зависящим от окружения. Среди существующих экспериментальных методов газовая электронография является на сегодняшний день наиболее информативной в плане установления геометрического строения молекул, а получаемые этим методом данные позволят проверить работоспособность теоретических подходов к предсказанию структуры.

Изображение материала-Для таких исследований понадобится специальное оборудование?

А.Е. Погонин: Одной из причин поддержки исследования стало то, что ИГХТУ таким оборудованием обладает. В ходе реализации проекта будет использован уникальный комплекс аппаратуры ЭМР-100/АПДМ-1. Этот электронограф является единственным функционирующим в Российской Федерации и наиболее мощным из трех аналогичных в мире. Кроме того, запланировано достаточно большое комплексное исследование при помощи теоретических методов – то есть будут произведены серьезные квантово-химические расчёты.

-Для таких исследований необходим и высококвалифицированный коллектив? Кто составит команду проекта?

А.Е. Погонин: Данный проект подразумевает совместную работу ученых различных подразделений: кафедры физики, кафедры технологии керамики и наноматериалов, кафедры органической химии. Исполнителями проекта вместе со мной будут двое аспирантов. Хотя это и молодые ребята, их квалификация и опыт не вызывает сомнений.