Лаборатория «Гибридные наноструктуры для биомедицины»

В этом проекте разрабатываются и исследуются свойства нанокомпозитов TMO/MXene из оксида переходного металла (Transition Metal Oxide, TMO) и двумерного карбида титана (Ti3C2 MXene) для применения в области гетерогенного катализа. Целью проекта является синтез нанокомпозитов, которые будут использованы для восстановления окружающей среды, в частности, для селективной фотодеградации водных загрязняющих веществ, а также для использования в энергетике (производство H2) посредством фотокаталитического расщепления воды.

Магнитно-люминесцентные нанокомпозиты получены одностадийным микроволновым синтезом с использованием прекурсоров углеродных точек и магнитных наночастиц. Композиты интересны своими свойствами, такими как перестраиваемая флуоресценция с квантовым выходом до 28%, высокая фотостабильность и низкая цитотоксичность. Люминесцентный отклик углеродных точек позволяет использовать их в качестве биомаркеров, а магнитную восприимчивость можно применить для локальной гипертермии клеток под действием переменного магнитного поля.

1)Моделирование и экспериментальное исследование динамики неоднородности фотоиндуцированной люминесценции в смеси наночастиц различных размеров.

2)Моделирование и экспериментальное исследование пространственного распределения интенсивности люминесценции нанокристаллов в коллоидном растворе при фотоиндуцированном изменении коэффициента диффузии.

3)Создание светочувствительного фотополимерного материала с люминесцентными нанокристаллами для записи голографических дифракционных и сенсорных элементов.

4)Голографическая запись и лазерная сканирующая микроскопия периодических структур с люминесцентными нанокристаллами.

5)Исследование движения квантовых точек в пространственно неоднородных (клеточных и имитирующих их) системах методом голографической релаксометрии и восстановления люминесценции (sFRAP, stripe Fluorescence Recovery After Photobleaching).

6)Моделирование перераспределения люминесцентных наночастиц в пространстве при интерференционной (голографической) и прямой записи лазерным лучом в фотополимере.

Создание и исследование зависимости фотофизических и фотоэлектрических свойств фотохимического сенсора на основе графеновых нановолокон и тройных квантовых точек для обнаружения азотсодержащих газов и летучих маркеров некоторых заболеваний. Изготовление и идентификация зависимостей фотофизических и фотоэлектрических свойств биосенсора на основе наноструктурированного углерода, тройных квантовых точек и фталоцианинов/тетрапиразинпорфиразинов для профилактического выявления сердечно-сосудистых заболеваний. Использование гибридной системы на основе графена и полупроводниковых нанокристаллов является наиболее популярным решением для достижения высокой эффективности преобразования поглощенной энергии в полезный сигнал конечного фотоэлектрического устройства. Создание счетчиков на базе Arduino и разработка программного обеспечения (Python/C++) для работы с датчиками. Выдающиеся фотофизические и фотоэлектрические свойства гибридной структуры графен/квантовые точки позволяют создавать на их основе многопараметрические датчики.