Аннотация результатов, полученных в 2015 году
Синтез. Технологии 2 и 3D печати накладывают на нанокраску для принтеров жесткие требования по размеру, концентрации наночастиц, а также вязкости и летучести. Растворители являются дисперсионной средой как в исходных микроэмульсиях для синтеза, так и в конечном продукте – нанокраске. В качестве модельных систем, позволяющих варьировать эти параметры в широких пределах, в работе использовали растворители ряда предельных углеводородов от н-гексадекана до н-гексана. Стабилизаторами исходных микроэмульсий и нанокрасок служили ПАВ: анионный 1,4-ди(2-этилгексил)сульфосукцинат натрия (АОТ) и неионный полиоксиэтилен(4) лауриловый эфир (Brij-30). Их мицеллы являются нанореакторами, ограничивающими рост наночастиц в процессе синтеза и мощными стабилизаторами, удерживающими высококонцентрированные органозоли от коагуляции. Также в качестве стабилизаторов наночастиц золота протестировали абиетиновую (АК) и изоникотиновую (ИНК) кислоты и акриламид (АА). Гидродинамический диаметр «сухих» мицелл АОТ (Dh) имеет минимум (3.1 нм) для С12; предельная солюбилизационная емкость проходит через максимум (20 об %) в районе С10, угол наклона зависимостей Dh – (Vs/Vo) падает от С16 →С6. Для Brij-30 наибольшее значение (25 нм) при солюбилизации воды получено для тетрадекана, далее с уменьшением числа углеродных атомов до С6 гидродинамический диаметр падал до 14 нм. Предельная солюбилизационная емкость проходила через минимум (2,3 об %) в районе С12 и составляла 4 и 4,3 об% для крайних членов ряда С16 и С6, соответственно. Гидродинамический диаметр синтезированных в мицеллах наночастиц серебра и золота составил 60-20 нм, дзета-потенциал порядка +20 мВ. В высокомолекулярных углеводородах получаются наночастицы меньшего размера, однако более стабильные дисперсии получены в низкомолекулярных углеводородах. Гидродинамический диаметр наночастиц значительно превышал диаметр металлических ядер, определенных ПЭМ (5– 10 нм), что свидетельствует о сложном строении их адсорбционных оболочек. Определена вязкость исходных растворов АОТ (0,25 моль/л) в ряду предельных углеводородов и сухих концентратов серебра при разбавлении различными растворителями. Показано, что вязкость при концентрации АОТ ниже 0,25 М определяется вязкостью растворителя (0,31 - 3,45 сПз; АОТ увеличивает вязкость на 30-40%); а при больших концентрациях решающий вклад вносит АОТ. Наночастицы практически не влияют на вязкость. Весовым методом исследована летучесть полученных систем (исходных растворителей, «сухих» мицеллярных растворов, микроэмульсий и концентратов наночастиц серебра и золота) при различных температурах и скоростях воздушного потока. Показано, что скорость испарения жидких пленок (0.5 см2×0.1 см) малого объема (50 мкл) определяется скоростью испарения растворителя и изменяется в пределах от 8.9 до 0,2 мг/мин (гексан→тетрадекан). Разработана методика обратимой замены растворителя (низколетучий↔легколетучий, вязкий↔маловязкий) в процессе получения электрофоретического концентрата наночастиц серебра и золота. Концентрат, выделенный из исходного растворителя, высушивался, растворялся в новом растворителе и повторно подвергался электрофорезу. Установлено, что в процессе замены размер наночастиц серебра и золота и их заряд не изменялся и стабильность органозолей сохранялась. По сравнению с «прямым» синтезом наночастиц в различных растворителях методика замены растворителя дает дополнительные возможности и снимает ряд ограничений. Т.е. можно проводить синтез в низколетучем растворителе (который, например, обеспечивает размеры, недостижимые при синтезе в легколетучем растворителе) и затем получать стабильные органозоли-краски в других растворителях исследованного ряда с необходимыми параметрами по летучести и вязкости. Показано, что при синтезе наночастиц золота в водных растворах концентрацию АОТ можно уменьшить на два порядка по сравнению с микроэмульсионным синтезе (до 2.5×10-3 М), однако концентрация золота была на том же уровне; при больших концентрациях коагуляция начиналась уже в процессе синтеза. Таким образом, синтез наночастиц в водных растворах АОТ на данном этапе исследований не может составить конкуренции микроэмульсионному синтезу. Разработан простой способ синтеза наночастиц золота, стабилизированных акриламидом (АА), и по методикам, предложенным ранее, получены наночастицы золота, стабилизированные абиетиновой (АК) и изоникотиновой (ИНК) кислотами. Протестированы способы выделения наночастиц из мицеллярных растворов в виде осадка в результате разрушения мицелл и коагуляции наночастиц под действием полярного растворителя (воды, этанола, изопропанола, ацетона, диметилформамида (ДМФА), диметилсульфоксида (ДМСО), хлороформа и его смеси с ДМСО) и водного раствора NaCl; обоснован способ выделения наночастиц с сохранением размерных характеристик золотых ядер за счет экстракции раствором 6-меркаптопурина в ДМСО с последующим центрифугированием. Структура. Как было показано нами ранее микроэмульсии с наночастицами имеют достаточно сложную структуру: при концентрациях выше критической концентрации мицеллообразования ПАВ (ККМ) гидродинамический диаметр наночастиц определяется металлическим ядром и поверхностным слоем мицелл, адсорбированных наночастицей. С ростом концентрации ПАВ толщина поверхностного слоя резко увеличивается. На данном этапе сделана попытка исследования влияния концентрации наночастиц на процессы адсорбции мицелл на наночастицах. В идеале это фактически определение структуры концентратов-красок: систем с огромной концентрацией наночастиц. Показано, что гидродинамический диаметр наночастиц не изменялся и толщина адсорбционного слоя мицелл была точно такой же, как и при низких концентрациях наночастиц. При этом полимодальный анализ (фотон-корреляционная спектроскопия - ФКС) фиксировал только одну моду наночастиц (мода «пустых» мицелл подавлялась огромной концентрацией наночастиц). Следовательно, увеличение концентрации наночастиц не приводит к дополнительной ад(де)сорбции мицелл на наночастицах; т.е. структура мицеллярных растворов в процессе электрофоретического концентрирования не изменяется. В пользу этого свидетельствует и одинаковые концентрации ПАВ в концентрате, исходном растворе и рафинате (по данным атомно-абсорбционной спектроскопии). Сложная структура микроэмульсий обеспечивает уникальную стабильность (до года и выше) полученных дисперсий. Расчеты по теории ДЛФО показали, что стабильность не связана с электростатическим отталкиванием, а обусловлена стерическим и осмотическими взаимодействиями адсорбционных слоев ПАВ и их мицелл. Коагуляции наночастиц не происходит даже в процессе высыхания концентратов, так как рост концентрации ПАВ приводит к дополнительной адсорбции мицелл на наночастицах и их структурной стабилизации. Высушенные концентраты могут существовать бесконечно долго и редиспергироваться, сохраняя исходные размеры, в исследованных растворителях с образованием стабильных органозолей. Также в проекте исследована структура «кислых» микроэмульсий (исходных систем для синтеза благородных металлов, обеспечивающих их стабильность к гидролизу). Методом ИК-фурье спектроскопии показано, что в обратных мицеллах неионных оксиэтилированных ПАВ в н-декане при инъекционной солюбилизации растворов HCl (Vs/Vo = 1,0-3,5 об.%) с концентрацией 1-4 M протон образует катионы состава H7O3+, которые локализуются в водных ядрах мицелл. Определена структура и водных растворов АОТ. Обнаружены агрегаты везикулярного типа с гидродинамическим диаметром порядка 100 нм. Пленки. Термический анализ высушенных пленок, полученных из концентрата на основе 0,25 моль/л АОТ, показал отсутствие экзотермического эффекта, обусловленного спеканием (sintering) наночастиц с образованием проводящих контактов. Проводящие пленки термообработкой удалось получить только из концентрата с содержанием АОТ 0,025 М, полученного двумя последовательными стадиями электрофореза. Термолиз проводящих пленок, полученных химической обработкой 70%-ным этанолом при комнатной температуре, позволил провести более полное удаление стабилизатора при сохранении проводимости пленок. Методом УФ-видимой спектроскопии исследованы закономерности формирования тонких пленок наночастиц золота на стеклянных подложках, функционализированных (3 аминопропил)триэтоксисиланом, тремя способами: I – длительного погружения подложки в мицеллярный раствор наночастиц на основе ПАВ Brij-30 или в этанольные дисперсии наночастиц, стабилизированных АК и ИНК (способ «перманентного наращивания» без использования линкера); II – многократного повторения циклов последовательного погружения подложки в коллоидный раствор наночастиц (мицеллярный раствор или дисперсию в растворителе) и в спиртовый раствор линкера – этилендиамина (в литературе этот способ известен как «способ послойного – layer-by-layer – наращивания»); III – многократного повторения циклов последовательного контактирования подложки с капиллярными слоями растворов наночастиц и линкера. В том числе, изучено влияние на прирост и спектры поглощения пленок состава коллоидных растворов наночастиц, концентрации золота, способов формирования пленок, общего времени нахождения подложек в растворах наночастиц (для способов I и II) и числа контактов подложек с растворами наночастиц (для способов II и III). На примере применения мицеллярного раствора наночастиц проверено влияние перемешивания растворов на оптическую однородность пленок (для способа II) и груза, регулирующего толщину капиллярных слоев растворов наночастиц и линкера, на прирост пленок (для способа III), а также в независимых опытах определена воспроизводимость оптических характеристик пленок и процесса их формирования способом III. Проведена характеризация исходных коллоидных систем и подложек при разной предварительной подготовке поверхности. Методами ФКС и УФ-видимой спектроскопии изучена устойчивость мицеллярных растворов и дисперсий наночастиц во времени. Опробованы два способа промывки стеклянных подложек: 1) «стандартный» (описан в литературе), который включал последовательность промывок смесью растворителей толуол:хлороформ:этанол (1:1:1) в УЗ ванне, водным раствором детергента, водой, смесью концентрированных H2SO4 и H2O2 (4:1) — смесь «пиранья», водой, водным раствором NaOH и деионизованной водой; 2) «упрощенный», состоявший из промывок раствором детергента, деионизованной водой и ацетоном. Также проверены 2 варианта растворителя для линкера – этанол и ацетон. Разработана методика оценки поверхностной плотности аминогрупп за счет хемосорбции HAuCl4 и последующего растворения сорбированного золота и его атомно-абсорбционного анализа. Выбраны условия, и получены тонкие пленки наночастиц золота, стабилизированных различными лигандами – Au@L, L=Brij-30, АА, АК, ИНК: на стекле с использованием водного раствора Au@АА способом I, этанольных дисперсий Au@АК и Au@ИНК способом II, мицеллярного раствора Au@Brij 30 способом III; на ПЭТ с использованием водного раствора Au@АА способом I; на полупроводниковом кремнии с использованием этанольных дисперсий Au@АА, Au@АК и Au@ИНК способом I. Методами УФ видимой спектроскопии, СЭМ, АСМ исследованы межчастичные взаимодействия, эволюция состава и структуры агрегатов наночастиц золота на поверхности стеклянных и кремниевых подложек в процессе формирования пленок способами I-III. Для пленки наночастиц Au@АА, нанесенной на внутреннюю поверхность кварцевой кюветы способом I, протестирована сенсорная способность по отношению к ряду заполняющих кювету растворителей (вода, этанол, изопропанол) и изучена зависимость положения максимума второй полосы поверхностного плазмонного резонанса в спектре пленки от показателя преломления растворителей. На примере зеркальной и матовой пленок наночастиц Au@АА, полученных на кремниевых подложках способом I с использованием коллоидных растворов наночастиц на основе этанола и воды, соответственно, методами СЭМ и АСМ исследована трансформация морфологии пленок за счет спекания наночастиц при нагревании до 300°С. Проведен критический анализ полученных экспериментальных данных и выбраны направления дальнейших исследований.

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
Исследования в отчетном году также проводилось по четырем основным направлениям проекта: синтез-концентрирование-структура наночастиц-пленки. Однако в зависимости от состава получаемых наночастиц процедуры не на всех стадиях были однотипными. Синтез. На стадии синтеза большинство используемых процедур были одинаковыми: получение наночастиц (металлов, оксидов и сульфидов) осуществлялось в основном мицеллярным способом. Только в случае ZnO дополнительно апробированы сравнительные варианты синтеза в воде и этаноле. Концентрирование. Концентрирование проводилось: 1) неводным электрофорезом в мицеллах AOT и Tergitol NP-4 (Ag, Au, TiO2, SiO2 и CdS); 2) осаждением из мицеллярных растворов Span 80 в этилацетате с образованием легко редиспергируемого (в предельных углеводородах и хлороформе) композита ПАВ-металл (Span 80-Ag); 3) центрифугированием с последующим редиспергированием в спирте (ZnO). Структура. Исследовалась структура мицеллярных растворов для всех наночастиц без исключения. Пленки. Пленки получали после стадии концентрирования высушиванием капли электрофоретического концентрата (Ag, Au, TiO2, SiO2 и CdS) или спиртового редиспергата (ZnO) на подложках. Данный подход отличается гибкостью и позволяет в перспективе развивать наиболее оптимальные (и в том числе гибридные) схемы получения чернил и пленок на их основе. В итоге проведена следующая работа и получены основные результаты. Синтез. Синтезированы органозоли наночастиц ZnO, TiO2, SiO2 и CdS. В случае ZnO реализовано 15 вариантов синтеза, из которых выбраны 4 новых, разработанных нами варианта: 1) синтез прекурсоров – наночастиц «гидроксокарбоната» цинка по реакции ацетата цинка с карбонатом аммония в обратномицеллярном растворе 0.25 М Brij 30 в декане; 2) сверх плана – синтез наночастиц ZnO2 в качестве прекурсоров ZnO в результате реакции ацетата цинка с пероксидом водорода в обратномицеллярном растворе 0.25 М Brij 30 в декане; 3) синтез наночастиц ZnO за счет гидролиза ацетата цинка в 96% этаноле в присутствии 0.1 М акриламида (ААм); 4) синтез наночастиц ZnO в водном растворе 1 М ААм в условиях одновременной полимеризации ААм, инициированной персульфатом аммония. Стабильные органозоли SiO2 и TiO2 получены гидролизом тетраэтилортосиликата (TEOS) в присутствии 6 – 12 М NH3 и изопропилата Ti(IV) (TTIP) в обратных микроэмульсиях 0.12 – 0.25 М бис-(2-этилгексил)сульфосукцината натрия (Аэрозоль ОТ) в н-декане при содержании водной псевдофазы 2 – 3 об.%, и 0.018 – 0.090 М TEOS, 0.15 – 0.55 об.% воды и 0.003 – 0.025 М TTIP. Наночастицы сульфида кадмия синтезированы в аммиачно-тиомочевинных системах в обратных мицеллах Tergitol NP-4 в температурном диапазоне 40-60 ⁰С. Для них детально исследована кинетика образования наночастиц. На первой стадии двустадийного последовательного процесса происходит гомогенное образование зародышей частиц в растворе; на второй – их автокаталитический рост за счет гетерогенной реакции на непрерывно увеличивающейся поверхности. В условиях реакции псевдо-первого порядка по кадмию определены эффективные константы скорости стадий (k1=1.52×10-2-1.75×10-3 с−1 и k2=4.9×10-1-5.1×10-2 М-1с-1) а также оценены эффективные энергии активации (Ea1=156 и Ea2=149 кДж/моль). На основе найденных констант рассчитана зависимость диаметра наночастиц от времени синтеза (d3~t). Полученные значения хорошо коррелируют с экспериментальными данными фотон-корреляционной спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии. Все полученные органозоли были стабильными и охарактеризованы комплексом современных физико-химических методов. Концентрирование. Разработана новая методика концентрирования наночастиц металлов осаждением в этилацетате в виде пастообразного композита металл-Span 80 с 75 %-ым содержанием серебра. Полученный композит легко редиспергировался в хлороформе, бензоле, толуоле, хлороформе и в предельных углеводородах. Концентрация металла в редиспергате составила 0.2 М, что соответствует 50% выходу относительно исходного количества нитрата серебра. Тем не менее, несмотря на относительно низкое (по сравнению с электрофоретическими концентратами) содержание металла, редиспергаты, стабилизированные Span 80, оказались весьма интересными в плане получения очень тонких проводящих покрытий термолизом высушенных пленок. Определены основные закономерности электрофоретического концентрирования оксидов разного размера в микроэмульсиях АОТ в декане при увеличении содержания водной псевдофазы от 0,15 до 0,85 об%. Гидродинамический диаметр наночастиц увеличивался с ростом содержания воды от 10 до 225 нм, а ξ-потенциал от -6 до 18 мВ (перезарядка поверхности TiO2 зафиксирована при 0,45 об%). Неводным электрофорезом в электрофоретической ячейке конденсаторного типа удалось сконцентрировать наночастицы с диаметром от 60 до 225 нм (фактор обогащения составил 10), разделить 30 и 225 нм наночастицы и на порядок уменьшить содержание АОТ в органозоле. В случае сульфида кадмия было показано, что электрофоретическое концентрирование эффективно для: 1) отделения наночастиц от избытка ПАВ, реагентов и побочных продуктов реакции; 2) увеличения концентрации наночастиц и 3) замены растворителя. Установлено, что частицы CdS, полученные в результате тиомочевинного синтеза в микроэмульсиях Tergitol Np-4, (солюбилизационная ёмкость 2 об%), не проявляют электрофоретической подвижности; заряд на них формируется только при добавлении к реакционной смеси AOT (1:1 по объему). Показано, что помимо заряжания, АОT «обрывает» рост наночастицы; в результате были получены концентраты частиц CdS с кинетически контролируемыми размерами (11 нм при времени синтеза 20 минут; 13 нм – 40 мин.; 16 нм – 60 мин. и 19 нм – 90 мин.). Структура. Размерные характеристики всех полученных наночастиц были определены методами ФКС, ПЭМ и СЭМ, а также по областям когерентного рассеяния (ОКР) из данных РФА. В органозолях все полученные наночастицы окружены развитыми адсорбционными слоями, состоящими из мицелл. В разбавленных растворах ПАВ наночастицы окружены только монослоем ПАВ. Что касается внутренней структуры мицелл, методом ИК-Фурье спектроскопии исследовано распределение объемной (свободной) и гидратной (связанной с полярными группами молекул ПАВ) воды при экстракционном извлечении Au3+ из кислых сульфатно-хлоридных растворов постоянного состава (3 M HCl + 3,5 M Na2SO4) смешанными обратными мицеллами (Triton N-42 + AOT). Установлена зависимость экстракционной способности от содержания объемной воды в мицеллах. Поверхностное натяжение всех полученных органозолей определяется натяжением чистого растворителя. Пленки. Исследованы смачивающие способности полученных органозолей. Установлено, что все получаемые нами дисперсии с предельными углеводородами в качестве дисперсионной среды практически полностью смачивают (краевой угол близок к нулю) как гидрофобные, так и гидрофильные подложки (в том числе стекло, кремний ITO–стекло, полистирол, полиэтилен и тефлон). Определены краевые углы на полученных пленках (8-95 град) и динамика их изменения в процессе испарения капли в точках трехфазного контакта подложка (стекло, полистирол, высушенная пленка электрофоретического концентрата Ag, пленки CdS на стекле, полистироле, кремнии, ITO-стекле)/капля воды/воздух. Показано, что в процессе испарения площадь контакта капель с поверхностью практически не изменялась, что свидетельствует об удержании контактной линии подложкой. В случае сульфида кадмия наибольшие изменения в краевых углах, работе адгезии и коэффициенте растекания наблюдаются на пленках, полученных на завершающем этапе синтеза. Это связно с переходом от островной к практически сплошной пленки CdS на поверхности подложек, что подтверждено снимками СЭМ. Получены коллоидные пленки, сформированные за счет нанесения частиц из смесей дисперсий разнородных по составу защитных оболочек наночастиц Au (Au@L1+Au@L2) или за счет последовательных контактов подложки с дисперсиями разных наночастиц (Au@L1/Au@L2), где L1, L2 – Brij 30, акриламид (ААм), абиетиновая кислота (АК), изоникотиновая кислота (ИНК) и L1≠L2. Отметим, что наночастицы с защитными оболочками из Brij и АК являлись гидрофобными, а из ААм и ИНК – гидрофильными. Характер изменения оптических спектров двусторонних комбинированных пленок наночастиц Au в процессе их формирования во всех случаях был аналогичным: вследствие сильного взаимодействия частиц в пленках в их спектрах наблюдались полоса с максимумом около 700 нм и относительно высокая экстинкция (поглощение+рассеяние) в области 800-1000 нм, обусловленные коллективным поверхностным плазмонным резонанасом (ППР). С увеличением числа циклов нанесения интенсивность спектров монотонно возрастала, свидетельствуя о приросте пленок. В результате проведенного исследования выбраны варианты получения наиболее качественных комбинированных пленок: Au@АК+Au@ААм, Au@ИНК/Au@АК, Au@Brij/Au@АК, которые имели преимущество над пленками из однородных наночастиц Au. Смешанный или послойный способы нанесения разнородных наночастиц оказывали значительное влияние на качество комбинированных пленок: те же наночастицы Au@АК и Au@ААм оказались плохо совместимыми для пленок Au@АК/Au@ААм, частицы Au@ИНК и Au@АК – для Au@ИНК+Au@АК, а частицы Au@ААм и Au@ИНК для обоих типов комбинированных пленок.

Аннотация результатов, полученных в 2017 году
1. Синтез. Основной результат отчетного года заключается в разработке на основе мицеллярного синтеза нового эмульсионного способа получения органозолей серебра. Способ сочетает преимущества эмульсионного (имеется в виду возможность введения высоких концентраций реагентов) и микроэмульсионного (получение стабильных органозолей с наночастицами малого размера) синтезов. Эмульсионный синтез позволяет на порядок увеличить производительность (по сравнению с микроэмульсионным) и хорошо сочетается с последующим электрофоретическим концентрированием. Проблема повышения производительности решена тем, что исходные реагенты - азотнокислое серебро и гидразин вводят в дисперсионную среду в режиме динамической обратной эмульсии, стадии солюбилизации и восстановления ионов серебра объединяются в одну, что позволяет вводить гораздо большие массы азотнокислого серебра. Из полученного концентрата термолизом, селективным лазерным спеканием или водно-спиртовой обработкой получены проводящие пленки серебра с сопротивлением не более 180 мОм на квадрат. По результатам подана заявка № 2017120255 «Способ получения стабильных высококонцентрированных органозолей на основе наночастиц серебра для получения электропроводящих пленок» на патент с приоритетом от 08.06.2017г. Определены условия получения наночастиц SiO2 в смешанных мицеллярных растворах AOT+Tergitol в декане. Показано, что, варьированием состава мицеллярного раствора можно получать как отрицательно, так и положительно заряженные наночастицы SiO2. Наиболее перспективными с точки зрения увеличения электрофоретической подвижности полученных в них частиц являются смешанные растворы состава 0.075М АОТ+0.175М Tergitol. Разработана методика синтеза гидроксоапатита кальция в мицеллярных растворах Tergitol NP-4 и проведено электрофоретическое концентрирование ГА в смешанных мицеллярных растворах Tergitol NP-4+AOT. Гидроксоапатит кальция синтезировали смешением мицеллярных растворов исходных реагентов – нитрата кальция, фосфорной кислоты и аммиака (Vs/Vo=1,0‒3,0 об.%) при 23-25°C. Полученные органозоли устойчивы в течение длительного времени (несколько месяцев). Жидкий электрофоретический концентрат гидроксоапатита кальция редиспергируется и устойчив в мицеллярных растворах Tergitol NP-4, Tergitol NP-4+AOT, в декане, гептане, изопропиловом спирте. Гидродинамический диаметр наночастиц ГА в гептане составляет 60 нм (ζ-потенциал 40 мВ). По данным ПЭМ частицы имеют иглообразную форму длиной 40‒80 нм и диаметром 5‒20 нм. Состав наночастиц подтвержден методами ИК-спектроскопии, CNH-анализа, СЭМ (+EDAX). 2. Концентрирование. Разработан способ концентрирования наночастиц из органо- и гидрозолей наночастиц высокоскоростным (в диапазоне 15520‒300000 g) центрифугированием. Максимальные степень извлечения и коэффициент концентрирования составили 80% и 180, соответственно. Полученные гидрофобные концентраты Ag, Au и CdS с размерами наночастиц 10-15 нм легко и самопроизвольно редиспергировались в предельных углеводородах, хлороформе, четыреххлористом углероде, изопропаноле, бензоле и толуоле. Центрифугирование значительно уступает неводному электрофорезу по производительности и максимально достижимым концентрациям наночастиц, но может быть использовано в качестве вспомогательного. 3. Структура мицеллярных растворов с наночастицами. Исследована фотодеструкция основного красителя малахитового зелёного в мицеллярном растворе АОТ в декане в присутствии наночастиц TiO2 разного размера (10, 20 и 220 нм) и CdS (9 нм), а также в водном растворе в присутствии 170 нм наночастиц CdS, высаженных на поверхность полистирольных кювет методом CBD. По степени деградации красителя наночастицы расположились в следующий размерный ряд: D9нм CdS (α =58% за три часа УФ- облучения)>D20нм TiO2 (α =55%)> D10нм TiO2 (α =40%)> D170нм CdS (α =34%)> D220нм TiO2 (α=30%). Таким образом, на данном этапе исследований фотодеструкция малахитового зелёного «свободными» наночастицами TiO2 и CdS представляется более предпочтительной в варианте гомогенного фотокатализа в мицеллярных растворах АОТ в н-декане. Методом УФ-Видимой спектроскопии изучена устойчивость дисперсий НЧ Au, ZnO и Au+ZnO, мицеллярных растворов НЧ ZnO2, “ZnCO3” и их смесей с НЧ Au. Мицеллярные системы были более устойчивы к седиментации. При использовании растворов НЧ для получения пленок верхней границей концентраций Au и Zn была выбрана величина 5 мМ при необходимости УЗ-обработок растворов для воспроизведения их исходных состояний. 4. Пленки. Смачиваемость и высыхание. Полученные органозоли смачивают (краевой угол близок к 0°) как гидрофильные, так и гидрофобные подложки (предметное стекло, ITO-стекло, тонкую проводящую серебряную пленку, полученную термолизом серебряного электрофоретического концентрата, полиэтилен, полистирол, ПЭТФ и фторопласт). Внешнее электрическое поле (до 20 кВ/см) не влияет на смачиваемость подложек, скорость высыхания и коагуляцию наночастиц. В связи с чем «Doctor Blade» - наиболее удобный метод нанесения концентратов на подложки. На примере пленок, образованных наночастицами CdS на полистирольной подложке, предложен общий оригинальный подход оценки параметров смачивания гладких химически однородных поверхностей, состоящих из материала наночастиц. Металлизация. Методом селективного лазерного спекания проведено формирование каналов проводимости в высушенных пленках Ag-AOT на стеклянных и гибких лавсановых и полиэтилентерефталатных (ПЭТФ) подложках (работа проведена совместно с лабораторией лазерных медицинских технологий Майорова А.П. в Институте лазерной физики СО РАН). Из тестируемых лазерных систем (твердотельные импульсные лазеры с длинами волн 1064 и 532 нм, частотой 100 Гц, длительность импульса 0.2 мс, мощность 0.36 Вт, скорость сканирования 7,8 мм/сек; СО2 лазер с непрерывным излучением с длиной волны 10.6 мкм мощность 3,5 Вт) лучшие результаты на пленках Ag-AOT показал СО2 лазер с непрерывным излучением. Минимальная ширина проводящих дорожек составила 100 мкм, а расстояние между ними – 30 мкм. Металлические пленки получены также термолизом (2 часа при 200 °С) высушенных пленок Ag-Span 80 и Ag-AOT. Толщина пленок, полученных из Ag-Span 80, составила приблизительно 0.3-0.5 мкм, что значительно меньше толщин проводящих пленок, полученных из АОТ (1.5-2 мкм). Также существенно отличается и структура пленок: сплошная пленка формируется из «островковых» структур, состоящих из спеченных агрегатов наночастиц разного размера. Из концентратов наночастиц (Ag, TiO2 и SiO2) и из их смесей (Ag+TiO2, Ag+SiO2, TiO2+Ag, TiO2+SiO2) методом испарения капель с последующим 2-х часовым термолизом при 250 °С получены разнообразные пленки. В смесевых композициях наночастицы металлов спекались с образованием подслоевых островковых структур; размер наночастиц оксидов, образующих плотный верхний слой оставался таким же, как и в исходном органозоле. Пленки при этом были непроводящими и имели исходный ярко-желтый цвет. С использованием этанольных дисперсий НЧ ZnO, Au@AK и мицеллярных растворов НЧ Au@Brij, ZnO2@Brij, “ZnCO3”@Brij на подложках из стекла, полупроводникового кремния, полиэтилентерефталата и полистирола получены однослойные пленки ZnO, Au@AK+ZnO, ZnO2@Brij, Au@Brij+ZnO2@Brij, “ZnCO3”@Brij, Au@Brij+“ZnCO3”@Brij печатным методом, а также однослойные Au@AK, ZnO и двухслойные Au@AK/ZnO, ZnO/Au@AK методом накапывания. Процессы формирования пленок на прозрачных подложках зарегистрированы в виде эволюции спектров и формовочных кривых. Образцы пленок без термообработки и после нее охарактеризованы методами СЭМ, ЭДС, РФА, УФ-Видимой спектроскопии, фотолюминесценции, измерения поверхностного сопротивления. Пленки Au@AK, Au@AK/ZnO и ZnO/Au@AK являлись электропроводящими, пленки Au@AK+ZnO, Au@Brij+ZnO2@Brij и Au@Brij+“ZnCO3”@Brij после термической обработки имели спектры с выраженными полосами поверхностного плазмонного резонанса НЧ золота, пленки с соединениями цинка обладали фотолюминесценцией – такие свойства могут представлять интерес, связанный с материалами для электроники, сенсорики, фотовольтаики и фотокатализа.