Кизима О. А. Динаміка утворення кластерів фулеренів С60 в полярних розчинниках

Дисертація присвячена дослідженню процесів формування кластерів в рідинних системах фулеренів на основі полярних розчинників згідно даних з малокутового розсіяннґ нейтронів (МКРН), мас-спектрометрії та спектрофотометрії. Головна увага приділяється дослідженню впливу додавання води в систему C60-N-метил-2-пірролідон (NMP) на структурні особливості кластерів фулеренів та вивченню стабілізації кластерів С60 в полярних розчинах. На основі даних МКРН встановлено, що при розбавленні системи C60-NMP водою відбувається перебудова кластерів фулеренів та з’являються агрегати з характерними розмірами в діапазоні (10-100) нм. Виявлено, що ефект перебудови кластерів фулеренів має пороговий характер: різке збільшення частини малих кластерів в розчині спостерігається коли вода складає >40% за об’ємом. Виявлено вплив віку системи C60-NMP на структуру кластерів в системі С60-NMP-Н2О. Показано, що чим старший початковий розчин C60-NMP, тим більші кластери утворюються при додаванні води. Виявлено явище сольватохромізму,що спостерігається через місяць після приготування системи С60-NMP (повільний сольватохромний ефект), а також після розбавлення системи водою. Проведене моделювання оптичного спектру показало, що внесок розсіяння від великих агрегатів в оптичний спектр поглинання системи С60-NMP незначний і явище повільного сольватохромного ефекту пов’язано зі зміною електронного стану молекул фулеренів, яке, скоріш за все, викликане формуванням донорно-акцептроних комплексів фулерен-NMP. Результати дослідження впливу додавання води в систему С60-NMP методами малокутового розсіяння нейтронів, мас-спектроскопії та спектрофотометрії показали, що перебудова кластерів фулеренів при розбавленні системи відбувається за рахунок відщеплення мономерів. Дослідження коагуляції рідинної системи вода-фулерен показали, що система С60-H2O характеризується високою стабільністю кластерів фулеренів за рахунок формування молекулами води щільної сольватної оболонки навколо кластерів.