Павленко О. Л. Фізичні властивості та механізми міжмолекулярної взаємодії у π-спряжених наносистемах

Досліджено спектральні властивості лінійних нейтральних поліметинових сквараїнових, мероціанінових барвників та їх основ в залежності від будови. Показано, що спектри поглинання сквараїнів, мероціанінів та їх основ чутливі до типу та локалізації донорних атомів у π-спряженій електронній системі. Проведено квантово-механічний аналіз розподілу заряду в одновимірних π-електронних системах при інжекції 1-5 носіїв зарядів, зокрема при подовженні лінійних та уширенні поліметинових ланцюгів, показано формування солітоноподібних хвиль. Визначено, що при формуванні плівок барвників спектри поглинання зміщуються, що обумовлено агрегацією молекул, яка залежить від розподілу зарядів у їх хромофорі. При взаємодії барвників з фулеренами у плівках та розчинах має місце перебудова електронної структури, яка проявляється у вигляді нових спектральних ефектів. За допомогою квантово-механічних розрахунків показано, що відбувається перенесення заряду від молекул барвників до вуглецевих наноструктур. У випадку ковалентного зв’язку між лінійними молекулами барвників і фулеренами С60 перерозподіл молекулярних орбіталей комплексів відрізняється від аналогічних комплексів зі стековою взаємодією. Для розчинів протипухлинних препаратів доксорубіцину, а також гемцитабіну, що містять π-спряжені фрагменти з альбуміном спостерігається комплексоутворення як результат під’єднання молекул лікарських препаратів до ароматичних амінокислот. Розраховані константи зв’язування доксорубіцину зменшуються при конюгації молекул із золотими наночатинками при збереженні місць зв’язування. Отримані результати можуть знайти подальше використання при створенні активних елементів для біонанотехнологій та наноелектроніки.