Кухаж Ю. Ю. Металеві наночастинки та халькогенідні кластери у полімерних композитах

Дисертаційна робота присвячена вивченню властивостей металевих наночастинок на основі срібла та золота, а також халькогенідних кластерів, інкорпорованих у полімерну матрицю. Однією з найбільш важливих проблем біосенсорних технологій є формування біорозпізнаючої мембрани, яка містить іммобілізовані біоелементи, зокрема, ферменти. В останні роки особливий інтерес викликає використання нанорозмірних матеріалів у поєднанні із біоселективними елементами (ферментами) для розробки технологій одержання біонаноматеріалів з каталітичними властивостями. Це зумовлено тим, що основні особливості нанорозмірних матеріалів полягають у тому, що вони мають велику площу поверхні, здатність до адсорбції, утворення міцних зв’язків із адсорбованими частинками та високу електрохімічну активність. Підвищена здатність до іонного обміну дає змогу створення біонаночастинок (зв’язаних ферментів на поверхні наночастинок) з їх подальшим використанням у біосенсориці. Очікується, що нанокомпозитні шари, в яких полімерна матриця є основою, імплантована металевими наночастинками та/чи напівпровідниковими кластерами, добре утримають іммобілізований фермент в середині біорозпізнаючої плівки і матимуть покращені електрохімічні та механічні властивості. В роботі встановлено закономірності еволюції іонів срібла, імплантованих у чисту полімерну матрицю і полімерну матрицю, яка містить у собі халькогенідні кластери. В результаті іонної імплантації Ag в полімері з інкорпорованими халькогенідними кластерами виявлено формування гібридних систем As2S3+Ag, причому адсорбовані халькогенідними кластерами іони Ag утворюють наночастинки. Встановлено дозову залежність накопичення адсорбованих іонів Ag у халькогенідних кластерах і запропоновано кінетичну модель формування гібридних систем As2S3+Ag у полімерній матриці. Вивчено каталітичні властивості фермента, зв’язаного з наночастинками золота, в залежності від розмірів наночастинок золота і їх структури. Встановлено, що ферментативний ефект посилюється із зменшенням розміру наночастинок золота за умови збереження їх кристалічної структури. Показано, що виявлені властивості наночастинок срібла та золота можуть бути використані для вдосконалення та створення нових біосенсорних систем.