Анотація до роботи:

Кудря В.Ю. Спектральні властивості функціональних p-електронмістких молекулярних систем з направленим перенесенням електронних збуджень.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.05 - оптика, лазерна фізика. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2003.

Дисертацію присвячено експериментальному дослідженню спектральними методами процесів перенесення електронних збуджень в синтетичних та біологічних функціональних сполуках, що містять у своєму складі p-електронні системи, і спектрального прояву сорбційних властивостей полімерного комплексу ПВС-ПАА_N. На основі встановленої в дисертаційній роботі ієрархії енергетичних рівнів молекул, підібраних для використання як ланок функціональних молекулярних систем, здійснено дизайн низки p-електронмістких сполук, що складаються з 2, 3 та 12 ланок, і спектральне тестування наявності процесів направленого перенесення електронних збуджень у цих сполуках. Експериментально встановлені основні центри локалізації електронних збуджень у зазначених сполуках; зокрема, в ряді нуклеотидмістких сполук триплетні збудження дезактивуються через комплекс, що утворюється між сусідніми аденозиновими та тимідіновими ланками. Проведені теоретичні розрахунки проходження електронного збудження вздовж 12-ланкової функціональної макромолекули, близької до реальної.

Дослідженням поглинання та люмінесценції полімерного комплексу ПВС-ПАА_N встановлено, що плівки цього полімеру сорбують домішки з водних розчинів; зокрема, найефективніше сорбується фенол. Експериментально показано, що використання спеціальної термообробки дозволяє отримати плівки ПВС-ПАА_N, які під час сорбування не розчиняються у воді. Такі плівки можуть бути використані як сенсори з оптичним відгуком на наявність фенолу у воді.

В дисертаційній роботі наведені результати дизайну та дослідження спектроскопічними методами фотофізичних властивостей ряду функціонально діючих макромолекул, що містять не спряжені між собою p-електронні системи, процесів розповсюдження синглетних та триплетних збуджень в цих макромолекулах та їх впливу на інші процеси.

Основними висновками дисертації є:

1. На основі встановленої енергетичної структури ланок здійснено дизайн димерів оксифенілфталіміду й оксифенілнафталіміду та тримеру нафталімідодифенілбензоату з наперед заданим напрямком перенесення триплетних збуджень. Спектральне тестування функціональності вказаних сполук підтверджує дієвість запропонованих моделей.

2. На основі встановленої енергетичної структури ланок-нуклеотидів здійснено дизайн нуклеотидмістких сполук - динуклеотиду д(АГ), тринуклеотиду д(АТЦ) та олігонуклеотиду 5'ЦЦЦГГГTTTAAA3' - з наперед заданим напрямком перенесення триплетних збуджень. Спектральне тестування функціональності цих сполук вказує на те, що існує направлене перенесення триплетних збуджень: в динуклеотиді д(АГ) - з гуанозинової (Г) групи на аденозинову (А); у тринуклеотиді д(АТЦ) та олігонуклеотиді 5'ЦЦЦГГГTTTAAA3' з Ц-груп на пастку, пов'язану з комплексом, що утворюється в АТ (аденозин-тимідін) послідовностях. Ці речовини, а також речовини, мова про які йшла у висновку 1, можуть бути використані в наноелектроніці як "однонаправлені молекулярні провідники", які сполучають елементи певного молекулярного пристрою.

3. Встановлено функціональну властивість макромолекули ДНК, пов'язану з особливостями її енергетичної структури, що полягає у перенесенні триплетних електронних збуджень на фотохімічно стійкі центри, а саме на аденозинові ланки та комплекси, що виникають в АТ-послідовностях макромолекули ДНК.

4. Середнє значення переміщення триплетних збуджень в 5'ЦЦЦГГГTTTAAA3' та ланцюгу ДНК дорівнює довжині послідовності 1216 елементарних ланок (нуклеотидів). Синглетні збудження локалізуються та дезактивуються з Ц- або Г-баз.

5. Спектроскопічними методами встановлено, що плівки полімерного комплексу на основі хімічно доповнених поліакриламіду з полівініловим спиртом (ПВС-ПАА_N) сорбують органічні домішки з водних розчинів; причому найефективніше сорбуються молекули розмірами порядку розмірів бензольного кільця (наприклад, молекули фенолу). Запропоновано механізм сорбції. Ці плівки полімерного комплексу ПВС-ПАА_N пропонується використовувати як сенсори з оптичним відгуком.

6. Для створення стабільних сенсорів пропонується використання спеціальної термообробки плівок ПВС-ПАА_N. Встановлено оптимальний режим термообробки.

Публікації автора:

1. E.G.Bezdushnaya, L.F.Avramenko, T.F.Grigorenko, V.G.Syromyatnikov, A.Yu.Kolendo, V.N.Yashchuk, V.Yu.Kudrya, G.M.Ogul'chanskaya, J.Blazejowski. Electronic Structure of Sulfamide Azides and Their Photolysis // In: “Polymers of Special Applications”.- Radom, 2002.- P.258-265.

2. V.Syromyatnikov, V.Yashchuk, T.Ogul'chansky, A.Kolendo, I.Savchenko, V.Kudrya. Some functional macromolecules as exciton converters// Proc.SPIE.- 1996.- Vol.2779.- P.408-413.

3. Zheltonozhskaya T.B., Romankevich O.O., Syromyatnikov V.G., Bulavin L.A., Kudrya V.Yu., Ogul'chansky T.Yu., Yashchuk V.M. Effect of absorption of low-molecular-weight compounds by some polymer flocculants // Macromolecular Symposia.- 1997.- Vol.114.- P.263-269.

T.B.Zheltonozhskaya, V.G.Syromyatnikov, V.M.Yashchuk, V.Yu.Kudrya, O.V.Demchenko, I.V.Filimonova. The Processes of Some Molecules Sorbtion by PVA-PAA_N Intrapolymer Complexes and the Possibility of Design of Polymer Sensors with Optical Response // Functional Materials.- 1998. -Vol.5, № 3. -P.398-403.

O.V.Demchenko, T.B.Zheltonozhskaya, V.G.Syromyatnikov, N.V.Strelchuk, V.M.Yashchuk, V.Yu.Kudrya. Polymer sensors with optical response based on thermal modified intramolecular polycomplexes PVA-PAA_N // Functional Materials.- 2000. -Vol.7, № 4(1). -P.711-716.

V.M.(N.)Yashchuk, V.G.Syromyatnikov, T.Yu.Ogul'chansky, A.Yu.Kolendo, T.Prot, J.Blazejowski, V.Yu.Kudrya. Multifunctional macromolecules and structures as one-way exciton conductors // Mol. Cryst. Liq. Cryst.-2000.- Vol.353.- P.287-300.

V.M.Yashchuk, V.G.Syromyatnikov, T.Yu.Ogul'chansky, V.Yu.Kudrya, O.Yu.Kolendo. Carbochain functional macromolecules with one-way direct electronic excitation energy transfer // Вісник Київського університету. Сер.Фізика.- 2000.- Вип.2.- C.60-63.

I.Lebedyeva, T.Zheltonozhskaya, V.Yashchuk, V.Kudrya, O.Demchenko. The Peculiarities of Sorption Mechanism of Phenole Molecules by Films of PVA-PAA_N Interpolymer Complex // Macromolecular Symposia.- 2001.- Vol.166.- P.243-247.

V.Yu.Kudrya, V.M.Yashchuk, L.P.Paskal', T.B.Zheltonozhskaya, O.V.Demchenko. The PVA-PAA_N Intrapolymer Complexes as Sensors with Optical Response // Macromolecular Symposia.- 2001.- Vol.166.- P.249-253.

В.Ю.Кудря, В.М.Ящук, І.Я.Дубей. Збуджені електронні стани нуклеотидів - елементарних ланок ДНК // Вісник Київського університету. Сер.Фізика.- 2002.- Вип.4.- C.39-42.

D.Bogdal, V.Yashchuk, J.Pielichowski, I.Stepien, T.Ogul'chansky, M.Warzala, V.Kudrya. Spectral investigation of alkyl polymethacrylates with halogenated carbazolyl pendant groups // Polimery.- 2002.- Vol.47., No 4.- P.279-281.

D.Bogdal, V.Yashchuk, J.Pielichowski, T.Ogul'chansky, M.Warzala, V.Kudrya. Synthesis and spectral investigation of alkyl methacrylates with halogenated carbazolyl pendant groups for photonics applications // Journ. of Appl. Polym. Sc.- 2002.- Vol.84, Iss.9.-P.1650-1656.

D.Bogdal, V.Yashchuk, J.Pielichowski, K.Kushnir, M.Warzala, V.Kudrya. The spectral properties of some carbazole-containing polymers with phosphore groups in the main chain // Proc. SPIE. -2002.- Vol.4938.- P.236-240.

V.M.Yashchuk, D.Bogdal, J.Pielichowski, Yu.T.Kononenko, K.M.Kushnir, V.Yu.Kudrya, A.Hanusek. Space configuration and luminescence properties of polyphosphazenes with carbazole-containing side groups // Journ. of Mol. Liq.- 2003.- Vol.105, Iss.2-3.-P.185-190.

В.М.Ящук, В.Ю.Кудря, Г.П.Головач, П.Н.Прасад, Х.Шуга. Деякі базисні моделі функціональних макромолекул для наноелектроніки та нанофотоніки. Блок-кополімерна функціональна макромолекула з однонаправленою екситонною провідністю для наноелектроніки та нанофотоніки // Наукові записки НаУКМА. Сер. фіз.-мат. наук.- 2003.- Т.21.- С.59-67.

Syromyatnikov V.G., Yashchuk V.M., Ogul’chansky T.Yu., Kolendo O.Yu., Savchenko I.O., Kudrya V.Yu. The direct transport of electronics excitations in macromolecules and possibility of the creation of basic elements for molecular electronics // Proceedings of 1st International Conference "Electronic processes in organic materials".- Kyiv, 1995.- P.32-33.

Zheltonozhskaya T.B., Romankevich O.O., Syromyatnikov V.G., Bulavin L.A., Kudrya V.Yu., Ogul'chansky T.Yu., Yashchuk V.M. Effect of absorption of low-molecular-weight compounds by some polymer flocculants // Europhysics Conference on Macromolecular Science "Polymer-Solvent Complexes and Intercalates".- Meyrueis, Lozere (France). 1-5 July 1996. Europhysics Conference Abstracts. Vol. 20G.-1996.- P.67-68.

T.B.Zheltonozhskaya, V.G.Syromyatnikov, V.M.Yashchuk, V.Yu.Kudrya, O.V.Demchenko, I.V.Filimonova. The Processes of Some Molecules Sorbtion by PVA-PAA_N Intrapolymer Complexes and the Possibility of Design of Polymer Sensors with Optical Response // 2nd International Conference "Electronic Processes in Organic Materials".- Kyiv, 18-22 May 1998. Europhysics Conference Abstracts, publ. by EPS. 22B.-1998.- P.165-166.

В.М.Ящук, В.Г.Сиромятніков, В.Ю.Кудря, T.Ю.Огульчанський. Карболанцюгові функціональні макромолекули з однонаправленим перенесенням енергії електронних збуджень // Науково-практична конференція "Проблеми оптики та її освітнього аспек-ту на порозі 3-го тисячоліття".- Київ, Україна, 5-6 Жовтня 1999.-Тези доповідей.-С.20.

V.M.Yashchuk, V.G.Syromyatnikov, T.Yu.Ogul'chansky, A.Yu.Kolendo, T.Prot, J.Blazejowski, and V.Yu.Kudrya. Multifunctional Macromolecules and Structures As One-Way Exciton Conductors. 5th International Conference on Frontiers of Polymers and Advanced Materials.- Poznan, Poland, 21-25 June 1999.- Book of Abstracts.- P.95-97.

V.M.(N.)Yashchuk, V.G.Syromyatnikov, T.Yu.Ogul'chansky, V.Yu.Kudrya, O.Yu.Kolendo. Functional macromolecules with one-way triplet exciton conductivity // International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter.- Osaka, Japan, 23-27 August, 1999.- Collected Abstract, 1999.- PB3-50.- P.250.

T.B.Zheltonozhskaya, O.V.Demchenko, V.G.Syromyatnikov, N.V.Strelchuk, V.M.Yashchuk, V.Yu.Kudrya. Polymer sensors with optical response based on thermal modified intramolecular polycomplexes PVA-PAA_N. 3rd International Conference "Electronic Processes in Organic Materials". Book of Abstracts. Kyiv, "Naukovij svit", 2000, p.208-209.

M.Yu.Losytskyy, V.M.Yashchuk, V.Yu.Kudrya, T.Yu.Ogul'chansky, S.M.Yarmoluk, D.M.Hоvоrun. The DNA Mechanisms of Photodamages Self-Protection // International Conference "Physics of Liquid Matter: Modern Problems" (PLMMP), Kyiv, 14-19 September 2001. - Book of Abstracts.- 8-5P, p.159.

V.Yu.Kudrya, V.M.Yashchuk, I.Ya.Dubey. Intramolecular Triplet Energy Transfer in 5'-Deoxyadenosine-monophosphate-deoxyguanosine // International Conference "Physics of Liquid Matter: Modern Problems" (PLMMP), Kyiv, 14-19 September 2001. - Book of Abstracts.- 10-9P, p.184.

V.Yu.Kudrya, V.M.Yashchuk, I.Ya.Dubey. Excited States of Nucleotides and Their Dependence on Temperature // International Conference "Physics of Liquid Matter: Modern Problems" (PLMMP), Kyiv, 14-19 September 2001. - Book of Abstracts.- 10-15P, p.189.

V.Yu.Kudrya, V.M.Yashchuk, I.Ya.Dubey. The Excited States of Nucleotides at Low Temperatures // 2nd International Young Scientist Conference "Scientific Problems of Optics and High Technology Material Science".- Kyiv (Ukraine). 25-26 October 2001. - Book of Abstracts.- PST 13, p.91.

M.Yu.Losytskyy, V.Yu.Kudrya, V.M.Yashchuk, S.M.Yarmoluk. Influence of the Electronic Excitation Energy Transfer on Photodamage Processes in DNA // 2nd International Young Scientist Conference "Scientific Problems of Optics and High Technology Material Science".- Kyiv (Ukraine). 25-26 October 2001. - Book of Abstracts.- PST 14, p.92.

V.Yu.Kudrya, V.M.Yashchuk, I.Ya.Dubey. Triplet Excitation Energy Transfer in DNA fragment // 2nd International Young Scientist Conference "Scientific Problems of Optics and High Technology Material Science".- Kyiv (Ukraine). 25-26 October 2001. - Book of Abstracts.- PST 29, p.107.

V.M.Yashchuk, D.Bogdal, J.Pielichowski, Y.T.Kononenko, K.M.Kushnir, V.Yu.Kudrya, A.Hanusek. The Spectral Properties of Polyphosphozenes with Carbazole-containing Side Groups // 2nd International Young Scientist Conference "Scientific Problems of Optics and High Technology Material Science".- Kyiv (Ukraine). 25-26 October 2001. - Book of Abstracts.- PST 46, p.124.

V.M.Yashchuk, V.G.Syromyatnikov, J.Blazejowski, V.Yu.Kudrya, T.Yu.Ogul’chansky. Some Functional Macromolecules Models with Direct Electronic Excitation Transfer for Nanoelectronics // 1^st Russian-Ukrainian-Polish Conference on Molecular Interactions and School of Physical Organic Chemistry. Book of Abstract, Gdansk, 2001, p.60-62.

V.Yu.Kudrya, V.M.Yashchuk, M.Yu.Lossytskyy, I.Ya.Dubey. The Excited States and Energy Transfer in Some Functional Multicomponent Systems // 3^rd International Young Scientists Conference "Problem of Optics & High Technology Material Science" (SPO2002).- Kyiv (Ukraine). 24-26 October 2002. - Book of Abstracts.- DP 7, p.220.

V.M.Yashchuk, V.Yu.Kudrya, G.P.Golovach, H.Suga, P.N.Prasad. Functional Copolymer Systems for Nanoelectronics and Nanophotonics // 3^rd International Young Scientists Conference "Problem of Optics & High Technology Material Science" (SPO2002).- Kyiv (Ukraine). 24-26 October 2002. - Book of Abstracts.- DP 10, p.223.

V.Yashchuk, V.Kudrya, M.Losytskyy, P.Prasad, H.Suga, T.Ohulchanskyy. Energy Sites, Intramolecular Electronic Processes and Damage of DNA // EPS-12: General Conference "Trends in Physics" (26-30 August 2002 Budapest). - Europhysics Conference Abstracts, published by EPS. 26G.- 2002.- P2 – 117, p.438.

V.M.Yashchuk, V.Yu.Kudrya, P.N.Prasad, H.Suga. The Nature of DNA Luminescence // International Scientific and practical Conference "Spectroscopy in Special Application" (SSA2003).- Kyiv (Ukraine). 18-21 June 2003. - Book of Abstracts.- P.63.

V.Yu.Kudrya, V.M.Yashchuk, I.Ya.Dubey. Intramolecular Energy Transfer in DNA fragments Deoxyadenylyl-Deoxyguanosine and Deoxyadenylyl-Thymidylyl-Deoxycytidine // International Scientific and practical Conference "Spectroscopy in Special Application" (SSA2003).- Kyiv (Ukraine). 18-21 June 2003. - Book of Abstracts.- P.85.

V.Yu.Kudrya, V.M.Yashchuk. The quality express testing of adenosine three phosphate as medical drug by optical absorption methods // International Scientific and practical Conference "Spectroscopy in Special Application" (SSA2003).- Kyiv (Ukraine). 18-21 June 2003. - Book of Abstracts.- P.84.