Анотація до роботи:

Биліна Д.В. Мезофазо- і склоутворення, будова і властивості алканоатів лантану і неодиму та систем на їх основі. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 – фізична хімія. – Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України, Київ, 2006.

Дисертацію присвячено дослідженню явищ мезофазо- і склоутворення в системах на основі алканоатів лантану і неодиму, вивченню оптичних і нелінійно-оптичних властивостей РК-композицій цих систем, а також можливості їх використання в якості матриць для стабілізації наночастинок різної хімічної природи.

Вивчено фазові рівноваги в 8 бінарних систем на основі лаурату лантану. Встановлено температурно-концентраційні інтервали утворення рідких кристалів та мезоморфних стекол.

Досліджено електронні спектри поглинання іонів Nd (ІІІ) и Co (ІІ) в лауратних розплавах, рідких кристалах та стеклах, встановлено вплив температури та катіонного складу середовища на координаційний стан іонів цих металів.

На РК-стеклах лаурату лантану, що містять іони кобальту (II), та капронату лантану, допованого поліметиновими барвниками отримано запис динамічної голографічної гратки з високою швидкістю (порядку наносекунд) та малими часами релаксації (порядку мікросекунд).

Методом електронно-позитронної анігіляції встановлено, що РК стекла лаурату та капронату лантану мають нанопористу структуру з середнім розміром нанопор 0,3 нм. Одержано композитні матеріали на основі стекол лаурату та капронату лантану з вмістом (4 - 5 мол.%) допантів: фулерену С₆₀, металічного паладію Pd, та оксиду заліза Fe₂O₃. Методами малокутового рентгенівського розсіювання, поляризаційної та електронної мікроскопії показано, що в одержаних нанокомпозитах зберігається бішарувата смектична структура матриці при її допуванні наночастками різної хімічної природи.

1. Методами диференційного термічного аналізу та поляризаційної політермічної мікроскопії вперше отримано фазові діаграми 8 бінарних систем на основі лаурату лантану, показано, що в усіх системах існують неперервні, або граничні рідкокристалічні розчини смектичної А-модифікації. Встановлено температурно-концентраційні інтервали утворення рідких кристалів та мезоморфних стекол. Зафіксовано утворення мезоморфних стекол в області склоутворення систем при умові іі знаходження в області мезофазоутворення.

2. Отримано електронні спектри поглинання іону Nd (III) у лауратній матриці в залежності від температури та катіонного складу матриці. Показано, інтенсивность ЕСП-смуги поглинання «надчутливого переходу» при 582 нм зазнає різку стрибкоподібну зміну при переході з РК-фази в ізотропний розплав. Встановлено, що зростання температури і ступеня іонності лауратної матриці має однаковий вплив на координаційне оточення іонів Nd (III): воно перетворюється на більш симетричне.

3. Показано, що електронні спектри поглинання Co (II) в бінарній системі лаурату кобальту з лауратом лантану характеризуються наявністю смуги поглинання при. » 575 нм, та плеча при » 532 нм, що свідчить про існування у розплаві як мінімум двох координаційних форм іонів кобальту: октаедричної та додекаедрична або тетраедричної. Перша форма існує в мезофазі при температурах близьких до Т_пл, при подальшому зростанні температури існує динамічна рівновага між додекаедричною та тетраедричною координаційними формами іонів Co (II). Підвищення концентрації іонів лантану у РК-розплаві і зростання температури викликає зростанняя кількості іонів Co(II) у додекаедричній координації і таким чином обумовлює зростання оптичної густини ІРК-скла в деякому концентраційному інтервалі системи лауратів лантану та кобальту: від 0 до 50 мол.% лаурату лантану.

4. Отримано запис динамічної голографічної гратки на РК-стеклах лаурату лантану, що містять іони кобальту (II), та капронату лантану, допованого поліметиновими барвниками. Встановлено, що смектична структура стекол дозволяє проводити запис з високою швидкістю (порядку наносекунд) та з малими часами релаксації (порядку мікросекунд). Найбільша ефективність запису в однакових умовах експерименту була отримана на стеклах індивідуального лаурату лантану з великим вмістом іонів кобальту, що свідчить про перспективність розробки голографічних ІРК-матеріалів на основі алканоатів металів з вмістом іонів перехідних металів в якості забарвлюючих центрів .

5. Методом електронно-позитронної анігіляції встановлено, що РК стекла лаурату та капронату лантану мають нанопористу структуру з середнім розміром нанопор 0,3 нм, що дозволяє їх використовувати як матриці для стабілізації та орієнтації наночастинок органічної і неорганічної природи. Встановлено, що скло капронату лантану має вільний об’єм в 2 рази менше, ніж скло лаурату лантану. Цей факт може бути пов'язаний з тим, що довжина аліфатичного ланцюга аніону в капронаті в 2 рази менша , ніж у лаураті. Одержано композитні матеріали на основі стекол лаурату та капронату лантану з вмістом (4 - 5 мол.%) допантів: фулерену С₆₀, металічного паладію Pd, та оксиду заліза Fe₂O₃. Методами малокутового рентгенівського розсіювання, поляризаційної та електронної мікроскопії показано, що в одержаних нанокомпозитах зберігається бішарувата смектична структура скла-матриці при її допуванні наночастками різної хімічної природи.

Публікації автора:

1. Былина Д.В., Мирная Т.А. Ионные жидкие кристаллы и стекла в системах на основе лауратов лантана и неодима // Укр. хим. журн. – 2003. – T. 69, № 3. – C. 30-32.

2. Былина Д.В., Мирная Т.А., Волков С.В. Фазовые диаграммы мезогенных бинарных систем лаурата лантана (III) с лауратами лития натрия и таллия (I) // Журн. неорг. химии. – 2004 .- Т.49, №5. – C. 1-3.

3. Шпак А. П., Нищенко М.М., Лихторович С. П., Трачевский В.В., Мирная Т.А., Волков С.В., Былина Д.В. Аннигиляция позитронов в индивидуальных и допированных фуллереном С₆₀ кристаллической и застеклованной мезоморфной фазах лаурата лантана. // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. Збірник наукових праць. Київ:Академперіодика – 2005. – Т. 3, вип. 1. – С. 115-121. (Особистий внесок здобувача: синтез лаурату лантану та композиту, участь в трактуванні результатів).

4. Mirnaya T.A., Bylina D.V.,. Volkov S.V, Nishenko M.M., Likhtarovich S.P. Nanostructured composite materials in ionic liquid crystalline melts and glasses // Molten Salts Chemistry and Technology (MS7)/ ed. P. Taxil. - Publ. Universitaire Paul Sabatier, Toulouse (France). - 2005. – P. 323-325. (Особистий внесок здобувача: синтез композиту участь в трактуванні результатів)

5. Былина Д.В., Мирная Т.А Физико-химические свойства и мезоморфизм лаурата лантана (III) и систем на его основе // Укр.хим.журн. – 2006. – Т.72, № 1-2. – С. 37-39.

6. Былина Д.В., Мирная Т.А., Волков С.В. Фазовые диаграммы жидкокристаллических бинарных систем лаурата лантана (Ш) с лауратами некоторых двухвалентных металлов // Журн. неорг. хим. -2006.- Т.51, № 4. – C. 695-697.

7. Bylina D.V., Mirnaya T.A. Mesomorphic behavior and optical properties of some molten divalent metal alkanoates // Abstracts of EUCHEM Conference on Molten Salts, Oxford, UK, 2002. – P. C1.

8. Bylina D., Mirnaya T. Liquid crystalline, glass-forming and optical properties of molten salt systems based on some lanthanide (III) laurates // Abstracts of EUCHEM Conference on Molten Salts, Wroclaw, Poland, 2004. – P. 108.

9. Шпак А. П., Нищенко М. М., Лихторович С. П., Фоменко И.Е., Волков С. В., Мирная Т. А., Былина Д.В., Трачевский В. В. Электронно-позитронная аннигиляция в органических жидких кристаллах с растворенными фуллеренами С60 //Тези конференції НАНСИС-2004 “Нанорозмірні системи: електронна, атомна будова і властивості”, Київ, Україна, 2004. – С. 140. (Особистий внесок здобувача: синтез лаурату лантану та композиту, участь в трактуванні результатів)

10. Былина Д.В., Мирная Т.А., Волков С.В. Наноструктура и свойства мезоморфных стекол на основе лаурата лантана // Тези доповідей XVI Укр. конф. з неорг. хімії з міжнарод. участю, Ужгород, Україна, 2004. - C.158-159.

11. Mirnaya T.A., Bylina D.V., Volkov S.V. Nanostructured composite materials in ionic liquid crystalline melts and glasses // 7th International symposium on Molten Salts Chemistry and Technology, Toulouse, France, 2005. – P.O216.

12. Фоменко И.Е., Нищенко М. М., Лихторович С. П., Мирная Т. А., Былина Д.В. Позитронная спектроскопия жидкокристаллических органических веществ с растворенными фуллеренами //IX Международная конф. ICHMS’2005 «Водородное материаловедение и химия углеродных наноматериалов», Севастополь, Крим, Україна, 2005. – С. 565. (Особистий внесок здобувача: синтез та композиту, участь в трактуванні результатів)

13. Былина Д.В., Мирная Т.А., Гарбовский Ю.А. Оптические свойства ионных жидких кристаллов в системе лауратов лантана и кобальта // Тези конференції НМТ-2006 “Новітні матеріали та технології”, Київ, Україна, 2006. – С. 135.