Аннотация результатов, полученных в 2014 году
Для ранее неизвестных комплексов дихинолинэтилена с CB[8] проведено исследование спектральных свойств в растворе и определена константа комплексообразования. На основе метода золь-гель синтеза разработана простая методика быстрого получения прозрачных гелей и ксерогелей, содержащих флуоресцентные красители различной природы. Были определены оптимальные условия синтеза, с помощью методов АСМ-микроскопии проведено исследование структуры полученных ксерогелей. С помощью разработанной методики получены образцы прозрачных гелей и ксерогелей, содержащих нильский красный, родамин 6G, эозин Y, хинолин , дихинолинэтилен, тиофлавин-Т ицианинового красителея, а также комплексы тиофлавина-Т и цианинового красителя с кукурбитурилами. Методом функционала плотности проведено моделирование структур комплексов хинолина с кукурбит[7,8]урилом (CB[7,8]) различного состава. Показано, что для хинолина с CB[7] не характерно образование комплекса включения, тогда как в случае CB[8] возможно не только формирование комплексов включения 1:1, но и 2:1 - димеров хинолина внутри комплекса с кавитандом. При образовании комплексов не наблюдается специфического взаимодействия (образования ковалентных связей) красителя с кавитандом. Вместе с тем, в комплексе включения 1:1 в полости имеется достаточно пространства для молекул воды (расстояние от атомов красителя до атомов полости ~6 Å), тогда как в комплексе 2:1 это расстояние ~3Å и образование водородной связи молекул воды с красителем в этом случае маловероятно. При подобной ориентации комплекса также маловероятно образование специфических контактов хинолина с поверхностью ксерогеля, поскольку атомы азота в структуре комплекса 2:1 обращены вглубь полости. Образование димера хинолина существенно повлияет на энергии пи-пи*-переходов в спектре поглощения и испускания красителя, тогда как образование водородной связи с водой или поверхностными гидрокси-группами влияет на энергии n-пи* переходов. В рамках разработки методики моделирования была исследована электронную структуру красителя хинолина, адсорбированного в малых порах силикагеля. Без учета локального окружения в спектре хинолина низшим по энергии синглетным состоянием оказывается Sn-пи* . При учете локального окружения среди низколежащих переходов в первой форме хинолина (не связанной с OH-группами поверхности) энергия Sn-пи* состояния (4.76 эВ) оказалась ниже по энергии Sпи-пи* (4.79 эВ) возбужденного состояния, что соответствует не флуоресцирующей форме хинолина. Во второй форме (связанной с OH-группой поверхности) наблюдается обратная картина - энергия Sпи-пи* возбужденного состояния (4.76 эВ) оказалась ниже энергии Sn-пи*(5.06 эВ). В сравнении с литературными данными энергии получились немного выше значений, полученных в более точном методе RI-CC2, но незначительно (менее 0.3 эВ). Таким образом, метод TDDFT c функционалом CAMB3LYP подходит для описания электронной структуры и энергий переходов в системах с n-пи и пи-пи* низколежащими возбужденными состояниями. Методом сложения частот изучалась релаксация электронно-возбужденного состояния стирилового красителя в воде и его комплексов с кукурбит[7]урилом. Было обнаружено, что затухание флуоресценции красителя, интенсивность которой возрастает приблизительно в 5 раз при добавлении в раствор кукурбитурила, хорошо описывается 3-х экспоненциальной функцией с временами жизни 274, 43 и 1.6 пс в присутствии СВ[7] и 100, 30 и 1.9 пс без кукурбитурила. В рамках простой модели, основанной на 2-х мерной поверхности потенциальной энергии, показано, что при образовании комплексов включения константа флуоресценции красителя увеличивается в 3.8 раза.

Аннотация результатов, полученных в 2015 году
Создана экспериментальная установка для исследования сверхбыстрой кинетики флуоресценции методом сложения частот (апконверсии) на основе фемтосекундного лазера на кристалле хром-форстерита. Измерены кинетические параметры начальной стадии релаксации возбужденного состояния стириловых красителей перхлората 4-[(Е)-2-(3,4-диметоксифенил)-1-этилпиридиния], и диперхлората 1(3аммониопропил)-4-[(E)-2-(3,4-диметоксифенил)винил]пиридиния, и их комплексов с кукурбит[n]урилами (СВ[n]) n=6,7 в зависимости от длины волны флуоресценции. На основе полученных экспериментальных данных о сверхбыстрой релаксации стириловых красителей в комплексах включения с кукурбитурилами в рамках простой модели установлено, что эта супрамолекулярная система является циклической молекулярной машиной, которая преобразует энергию света в поступательное движение молекулы красителя относительно макроцикла кукурбитурила. Осуществлен синтез исходного соединения тетракис(2-гидроксиэтил)ортосиликата (THEOS), позволяющего проводить получение силикатных гелей в воде без выделения спирта и без использования катализаторов. На основе THEOS разработана методика и получены образцы флуоресцентных гелей, содержащих флуорофоры ряда стириловых красителей и их комплексов включения с кукурбитурилами.

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
Методика ап-конверсии на основе фемтосекундного лазерного комплекса была адаптирована для изучения растворов нестабильных при облучении светом. Это позволило исследовать время-разрешенную анизотропию флуоресценции растворов стирилового красителя и его комплексов с кукурбитурилами, а также наблюдать тушение флуоресценции красителя в 2:1 комплексах гость-хозяин с кукурбит[8]урилом. Была исследована сверхбыстрая деполяризация флуоресценции стирилового красителя, иодид 4-[4-(диметиламино)стирил-1-метилпиридиния], (ДСМ) в комплексах включения с кукурбит[6]урилом (CB6), в растворе этиленгликоля и воде. Показано что формирование ближайшего окружения ДСМ в комплексе включения определяется быстрым смещением катиона красителя из равновесного состояния вглубь полости CB6 после возбуждения лазерным импульсом за время не больше, чем 500 фс. Методами флуоресцентной спектроскопии и электрохимии исследована адсорбция комплексов стирилового красителя ДСМ@CB6 на поверхности наночастиц серебра (AgNPs), синтезированных по боргидридной методике с характерным размером 15 нм. В рамках теории Фрумкина определена константа адсорбционного равновесия В=7.0х106л/моль. Методом апконверсии была исследована реакция фотоциклоприсоединения молекул стириловаого красителя перхлората 4-[(Е)-2-(3,4-диметоксифенил)-1-этилпиридиния] в 2:1 комплексах гость-хозяин с кукурбит[8]урилом (СВ8). Было показано, что для того чтобы двойные связи красителей находились друг над другом, возбужденная частица должна сдвинуться на 2.2 Ангстрем вдоль оси СВ8 в течении приблизительно 4 пс.