small isc logo

Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка

Національної академії наук України
(офіційний сайт)

Відділ хімічного дизайну поверхні

                                  

 

Завідувач відділу
Бєлякова Людмила Олексіївна
доктор хімічних наук, професор

 


Телефон: + 38 (044) 424 94 57,

           +38(044) 422 96 12
Факс: + 38 (044) 424 35 67
E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 

У відділі працює 12 спеціалістів, серед них 1 доктор і 5 кандидатів наук. До складу відділу входить лабораторія нанохімії функціональних покриттів (зав. лаб. к. х. н. Плюто Ю.В.,). Співробітниками підрозділу опубліковано 1 книгу, окремі глави в 6 колективних монографіях, 265 наукових статей, отримано 25 патентів на винаходи, захищено 1 докторську та 8 кандидатських дисертацій.

 

Напрямки досліджень

Вивчення різноманітних сорбційних процесів, що здійснюються за участю поверхні гідроксильованих і модифікованих високодисперсних кремнеземів. Конструювання центрів сорбції іонів та молекул у поверхневому шарі дисперсних кремнеземів для одержання специфічних і селективних функціональних матеріалів.

 

Основні результати за останні роки

Запропоновано нові синтетичні підходи щодо одержання різноманітних функціональних органокремнеземів: 1) активування поверхні амінопропілкремнезему галогенвмісними органічними сполуками з високою реакційною здатністю; 2) безпосереднє утворення зв'язку Si–C на поверхні кремнезему за допомогою реакцій гідросилілювання, високотемпературної конденсації та відновлення, а також приєднання по силоксанових зв'язках, 3) збільшення поверхневої концентрації функціональних груп завдяки введенню в хімічні реакції не лише силанольних, але і силоксанових груп кремнезему; 4) застосування нових м'яких силілюючих реагентів для ефективного ендкеппінгу функціональних органокремнеземів; 5) конструювання адсорбційних і каталітичних центрів в поверхневому шарі кремнезему шляхом безпосередньої хімічної збірки або створення матричних відбитків з сорбційною «пам'яттю».

Здійснено хімічну збірку тетраалкілгалогенідних груп різної будови в поверхневому шарі кремнезему з використанням реакцій кватернізації, гідросилілювання та кополімеризації для одержання ефективних сорбентів-секвестрантів. Встановлено, що адсорбція жовчних кислот відбувається не тільки за механізмом аніонного обміну, але також завдяки дисперсійним взаємодіям між гідрофобними ділянками поверхні функціональних кремнеземів і молекул жовчних кислот.

Запропоновано методи хімічної іммобілізації β-циклодекстрину та його похідних на поверхні високодисперсних кремнеземів. Вивчено взаємодію циклічних олігосахаридів з бензолкарбоновими кислотами в розчині і на поверхні β-циклодекстринвмісних кремнеземів. Встановлено утворення супрамолекулярних структур із співвідношенням компонентів 1:1, знайдено умови утворення і виділення в твердому стані капсульованих в β-циклодекстрин бензолкарбонових кислот, доведено їх перехід в наностан з «диспергуванням» на молекулярному рівні, втратою індивідуальної кристалічної структури та підвищенням термостабільності.

Вивчено вплив природи функціональних груп хімічно закріплених β-циклодекстринів на сорбційну здатність нанопористих органокремнеземів по відношенню до іонів ртуті, кадмію, цинку, свинцю, міді, хрому та миш'яку. Встановлено, що підвищення сорбції нітратів токсичних металів на 2–3 порядки є результатом утворення на поверхні β-циклодекстринвмісних кремнеземів супермолекул, склад яких корелює з поляризованістю катіонів і функціональних замісників β-циклодекстринів.

Темплатним золь-гель методом синтезовано мезопористі кремнеземи з гексагонально впорядкованою структурою циліндричних пор. Запропоновано новий підхід для вибіркового хімічного модифікування зовнішньої поверхні наночастинок мезопористих кремнеземів функціональними органічними групами, якій був використаний при конструюванні рН-чутливих молекулярних наноклапанів. Продемонстровано, що хімічне декорування входів у пори кремнеземів типу МСМ-41 аміновмісними органічними групами забезпечує контрольоване вивільнення капсульованих біологічно активних сполук при зміні рН водного середовища.

Отримані кількісні характеристики адсорбції вітамінів, амінокислот, біогенних амінів, білірубіну, жовчних кислот, антибіотиків і похідних акридину на поверхні високодисперсного аморфного кремнезему. Встановлено, що в залежності від природи органічних молекул виявляються різні типи взаємодії з гідрофільними силанольними групами поверхні кремнезему. Показано, що комплексоутворення деяких з вивчених молекул з іонами металів суттєво впливає на процеси адсорбції.

Встановлено, що модифікування поверхні кремнезему макроциклічним поліефіром дибензо-18-корона-6 сприяє адсорбції аміновмісних біомолекул. Ступінь вилучення цих сполук з розчину залежить від можливості реалізації електростатичних і стекінг-взаємодій, а також утворення водневих зв'язків між функціональними групами сорбенту і сорбату.

Запропоновані методи одержання активованих носіїв для іммобілізації органічних сполук і функціональних кремнеземних матеріалів, сорбентів для концентрування радіонуклідів, іонів важких металів, срібла, платини і паладію, хроматографічних носіїв для розділення рацемічних сумішей органічних сполук, гетерогенних металокомплексних каталізаторів окиснення ароматичних сполук і метану в м'яких умовах, високогідрофобних кремнеземів для вирішення спеціальних адсорбційних завдань, захисних хімічних покриттів для оксидів і нелегованих сталей захищено авторськими свідоцтвами та патентами СРСР, України, США, ПАР, Європи і Китаю.

 

Співробітники відділу

Бєлякова Людмила Олексіївна, доктор хімічних наук, завідувач відділу,

тел.: +38 (044) 4249457, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Власова Наталія Миколаївна, кандидат хімічних наук, старший науковий

співробітник, тел.: +38 (044) 4229668, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Ляшенко Діана Юріївна, кандидат хімічних наук, старший науковий

співробітник, тел.: +38 (044) 4229611 е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Дзязько Марина Олександрівна, провідний інженер,

тел.: +38 (044) 4229691, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Маркітан Oльга Вікторівна, кандидат хімічних наук, науковий співробітник,

тел.: +38 (044) 4229668, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Роїк Надія Володимирівна, кандидат хімічних наук, старший науковий

співробітник, тел.: +38 (044) 4229691, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Трофимчук Ірина Миколаївна, провідний інженер,

тел.: +38 (044) 4229691, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Щвець Олександра Миколаївна, молодший науковий співробітник,

тел.: +38 (044) 4229691, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 

Співробітники лабораторії нанохімії функціональних покриттів

Плюто Юрій Володимирович, кандидат хімічних наук, завідувач лабораторії

тел.: +380-44-424-90-27; е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Назарчук Микола Олександрович, провідний інженер

тел.: +380-44-422-96-53; е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Наседкін Дмитро Борисович, провідний інженер

тел.: +380-44-422-96-53; е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Шаранда Людмила Федорівна, науковий співробітник,

тел.: +380-44-422-96-53;

е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 

Публікації останніх років

1. N.V. Roik, L.A. Belyakova.  Mesoporous silica nanoparticles equipped with surface nanovalves for pH-controlled liberation of doxorubicin // Interface Focus, 2016. http://dx.doi.org/10.1098/rsfs.2016.0041

2. N.V. Roik, L.A. Belyakova. pH-Sensitive supramolecular assemblies of β-cyclodextrin and 2-aminodiphenylamine in water medium: structure, solubility and stability // J. Sol. Chem. – 2016. – V. 45, N 5. – P. 818–830.

3. I.M.Trofymchuk, N.V. Roik, L.A. Belyakova. Sol-gel synthesis of ordered β-cyclodextrin-containing silicas // Nanoscale Res. Let. – 2016. – V. 11, N 1. – P. 174–185.

4. N.V. Roik, L.A. Belyakova, M.O. Dziazko.  Adsorption of antitumor antibiotic doxorubicin on MCM-41-type silica surface // Adsorption Science and Technology, 2016.  DOI:10.1177/0263617416669504

5. Н.Н. Власова.  Адсорбция аминокислот на поверхности диоксида церия // Коллоидный журнал. – 2016. – Т.78, № 6. – С.700–706.

6. O. Shvets, L. Belyakova. Synthesis, characterization and sorption properties of silica modified with some derivatives of β-cyclodextrin // J. Hazardous Materials. – 2015. – V.283. – P.643–656.

7. N.V. Roik, L.A. Belyakova. Chemical design of outer surface of mesoporous silicas for controlled storage and release of aromatic amino acid // J. Solid State Chemistry. – 2014. – V.215. – P.284–291.

8. Н.Н. Власова, Л.П. Головкова, О.В. Маркитан, Н.Г. Стукалина. Тройные поверхностные комплексы в системах кремнезем – ионы никеля (2+) – 2,2 – дипиридил // Коллоидн. журнал. – 2014. – Т.76, № 3. – С. 311–318.

9. Л.А. Белякова, Д.Ю. Ляшенко, А.Н. Швец. Сорбция кадмия (II) из многокомпонентных нитратных растворов с помощью функциональных органокремнеземов // Химия и технология воды. – 2014. – Т.36, №2. – С.105–115.

10. Л.А. Белякова, Д.Ю. Ляшенко. Нанопористые функциональные органокремнеземы для сорбции токсичных ионов // Журн. физ. химии. – 2014. – Т.88, №3. – С.480–484.

11. N.V. Roik, L.A. Belyakova. Sol-gel synthesis of MCM-41 silicas and selective vapor-phase modification of their surface // J. Solid State Chemistry. – 2013. – V.207. – P.194–202.

12. L.A. Belyakova, D.Yu. Lyashenko, O.M. Shvets. Functional β-cyclodextrins as the active centres on the silica surface for toxic ions sorption // Укр. хим. журнал. – 2013. – Т.79, №11. – С.50–62.

13. Л.А. Белякова, Д.Ю. Ляшенко. Сорбция цинка (II) нанопористыми β‑циклодекстринсодержащими органокремнеземами // Химия, физика и технология поверхности. – 2012. – T.3, №3. – C.227–236.

14. N.V. Roik, L.A. Belyakova. Thermodynamic, IR spectral and X-ray diffraction studies of “β-cyclodextrin – para-aminobenzoic acid” inclusion complex // J. Incl. Phenom. Macrocyclic Chem. – 2011. – V.69, N3–4. – P.315–319.

15. I.M. Trofymchuk, L.A. Belyakova, A.G. Grebenyuk. Study of complex formation between β-cyclodextrin and benzene // J. Incl. Phenom. Macrocyclic Chem. – 2011. – V.69, N3–4. – P.371–375.