Гнатюк І. І. Спектроскопія міжмолекулярної взаємодії, динаміки та фазових переходів в гетерогенних системах на основі алкілціанобіфенілів

Дисертація присвячена вивченню механізмів взаємодії полярних молекул наповнювачів з активними центрами поверхні каналів неорганічних нанопористих матриць в залежності від стану поверхні та зовнішніх чинників, особливостей впорядкування та динаміки цих молекул в каналах. Методами ІЧ спектроскопії (10 000 - 400 см-1) досліджено низку гетерогенних систем на основі силікатних пористих стекол (діаметр пор 2 - 90 нм) та алюмосилікатних молекулярних сит типу МСМ-41 та Ме2+МСМ-41 (діаметр каналів 4 нм) з різним типом фізико-хімічного стану поверхні каналів, наповнених молекулами гомологічного ряду алкілціанобіфенілів (nЦБ) з різною довжиною алкільного ланцюга (n = 2-9). Для обох типів гетерогенних систем чітко виявлено відмінності в поведінці молекул nЦБ в каналах в порівнянні з об'ємним станом. Ці відмінності зумовлені двома факторами: насамперед наявністю активної поверхні, а також впливом малого розміру обмежуючого об'єму. Показано, що частина молекул в каналах знаходиться у зв'язаному стані, взаємодіючи з АЦ поверхні шляхом утворення водневих зв'язків -OH…NєC-, або зв'язків координаційного типу з Ме2+. Встановлено, що тип та енергія цієї взаємодії залежать від типу передобробки поверхні. Запропоновано модель механізмів взаємодії молекул nЦБ з АЦ поверхні та на основі цієї моделі розроблено метод оцінки співвідношення кількості об'ємних (вільних) та зв'язаних молекул nЦБ. На основі результатів калориметричних та ЯМР досліджень встановлено, що АЦ поверхні МСМ являються дефектами структури і призводять до руйнування нематичного та кристалічного впорядкування молекул nЦБ в каналах. Виявлено, що обмеження об'єму призводить до сповільнення динаміки, як молекул в цілому, так і окремих молекулярних груп.