Collection of scientific papers “Surface”

Заведующий отделом Белякова Людмила Алексеевна доктор химических наук, профессор   Телефон: +380 44 424-94-57, 422-96-12 Факс: +380 44 424-35-67 E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. ; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

В отделе работает 12 специалистов, в том числе 2 доктора и 5 кандидатов наук. В состав отдела входит лаборатория нанохимии функциональных покрытий (зав. лаб. к.х.н. Плюто Ю.В.). Сотрудниками подразделения опубликованы 1 книга, отдельные главы в 6 коллективных монографиях, 265 научных статей, получены 25 патентов на изобретения, защищены 2 докторские и 8 кандидатских диссертаций.

Направления исследований

Изучение разнообразных сорбционных процессов, протекающих с участием поверхности гидроксилированных и модифицированных высокодисперсных кремнеземов. Конструирование центров сорбции ионов и молекул в поверхностном слое дисперсных кремнеземов для получения специфических и селективных функциональных материалов.

Основные результаты за последние годы

Предложены новые синтетические подходы для получения разнообразных функциональных органокремнеземов: 1) активирование поверхности аминопропилкремнезема галогенсодержащими органическими соединениями с высокой реакционной способностью; 2) непосредственное образование связи Si–C на поверхности кремнезема с помощью реакций гидросилилирования, высокотемпературной конденсации и восстановления, а также присоединения по силоксановым связям; 3) увеличение поверхностной концентрации функциональных групп благодаря введению в химические реакции не только силанольных, но и силоксановых групп кремнезема; 4) применение новых мягких силилирующих реагентов для эффективного эндкеппинга функциональных органокремнеземов; 5) конструирование адсорбционных и каталитических центров в поверхностном слое кремнезема путем непосредственной химической сборки или создания матричных отпечатков с сорбционной «памятью».

Осуществлена химическая сборка тетраалкилгалогенидных групп различного строения в поверхностном слое кремнезема с использованием реакций кватернизации, гидросилилирования и сополимеризации для получения эффективных сорбентов-секвестрантов. Установлено, что адсорбция желчных кислот происходит не только по механизму анионного обмена, но также за счет дисперсионных взаимодействий между гидрофобными участками поверхности функциональных кремнеземов и молекул желчных кислот.

Предложены методы химической иммобилизации β-циклодекстрина и его производных на поверхности высокодисперсных кремнеземов. Изучено взаимодействие циклических олигосахаридов с бензолкарбоновыми кислотами в растворе и на поверхности β-циклодекстринсодержащих кремнеземов. Установлено образование супрамолекулярных структур с соотношением компонентов 1:1, найдены условия образования и выделения в твердом виде капсулированных в β-циклодекстрин бензолкарбоновых кислот, доказан их переход в наносостояние с «диспергированием» на молекулярном уровне, потерей индивидуальной кристаллической структуры и повышением термостабильности.

Изучено влияние природы функциональных групп химически закрепленных β-циклодекстринов на сорбционную способность нанопористых органокремнеземов по отношению к ионам ртути, кадмия, цинка, свинца, меди, хрома и мышьяка. Установлено, что повышение сорбции нитратов токсичных металлов на 2–3 порядка является результатом образования на поверхности β-циклодекстринсодержащих кремнеземов супермолекул, состав которых коррелирует с поляризуемостью катионов и функциональных заместителей β-циклодекстринов.

Темплатным золь-гель методом синтезированы мезопористые кремнеземы с гексагонально упорядоченной структурой цилиндрических пор. Предложен новый подход для избирательного химического модифицирования внешней поверхности наночастиц мезопористых кремнеземов функциональными органическими группами, который был использован при конструировании рН-чувствительных молекулярных наноклапанов. Продемонстрировано, что химическое декорирование входов в поры кремнеземов типа МСМ-41 аминосодержащими органическими группами обеспечивает контролируемое высвобождение капсулированных биологически активных соединений при изменении рН водной среды.

Получены количественные характеристики адсорбции витаминов, аминокислот, биогенных аминов, билирубина, желчных кислот, антибиотиков и производных акридина на поверхности высокодисперсного аморфного кремнезема. Установлено, что в зависимости от природы органических молекул проявляются различные типы взаимодействий с силанольными группами поверхности кремнезема. Показано, что комплексообразование некоторых из изученных молекул с ионами металлов существенно влияет на процессы адсорбции.

Установлено, что модифицирование поверхности кремнезема макроциклическим полиэфиром дибензо-18-корона-6 способствует адсорбции аминосодержащих биомолекул. Степень извлечения этих соединений из раствора зависит от возможности реализации электростатических и стэкинг-взаимодействий, а также образования водородных связей между функциональными группами сорбента и сорбата.

Предложенные методы получения активированных носителей для иммобилизации органических соединений и функциональных кремнеземных материалов, сорбентов для концентрирования радионуклидов, ионов тяжелых металлов, серебра, платины и палладия, хроматографических носителей для разделения рацемических смесей органических соединений, гетерогенных металлокомплексных катализаторов окисления ароматических соединений и метана в мягких условиях, высокогидрофобных кремнеземов для решения специальных адсорбционных задач, защитных химических покрытий для оксидов и нелегированных сталей защищены авторскими свидетельствами и патентами СССР, Украины, США, ЮАР, Европы и Китая.

Сотрудники отдела

Белякова Людмила Алексеевна, доктор химических наук, заведующий отделом,

тел.:+38 (044) 4249457, е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Власова Наталья Николаевна, доктор химических наук, ведущий научный

сотрудник, тел.: +38 (044) 4229668, е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Дзязько Марина Александровна, ведущий инженер,

тел.: +38 (044) 4229691, е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Ляшенко Диана Юрьевна, кандидат химических наук, старший научный

сотрудник, тел.: +38 (044) 4229611, е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Роик Надежда Владимировна, кандидат химических наук, старший научный

сотрудник, тел.: +38 (044) 4229691, е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Маркитан Oльга Викторовна, кандидат химических наук, научный сотрудник,

тел.: +38 (044) 4229668, е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Трофимчук Ирина Николаевна, ведущий инженер,

тел.: +38 (044) 4229691, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Швец Александра Николаевна, младший научный сотрудник,

тел.: +38 (044) 4229691, е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Сотрудники лаборатории нанохимии функциональных покрытий

Плюто Юрий Владимирович, кандидат химических наук,

заведующий лабораторией, тел.: +380-44-424-90-27;

е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Назарчук Николай Александрович, ведущий инженер

тел.: +380-44-422-96-53; е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Наседкин Дмитрий Борисович, ведущий инженер

тел.: +380-44-422-96-53; е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Шаранда Людмила Федоровна, научный сотрудник,

тел.: +380-44-422-96-53; е-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Публикации последних лет

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.