Аннотация результатов, полученных в 2015 году
На первом этапе работ были проведены эксперименты по исследованию формирования твердой фазы силикатного ксерогеля из микрокапель на подложках различной природы. В качестве материала для подложек использовались чистое стекло, а также тонкие пленки полистирола или поливинилпирролидона, полученные на поверхности стекла с помощью метода спин-коатинга. В качестве исходных соединений для получения силикатных ксерогелей были использованы не растворимый в воде тетраэтоксисилан и водорастворимый тетракис(2-гидроксиэтил) ортосиликат. Установлено, что на пленках большей толщины чаще наблюдалось растрескивание капель. Увеличение объема капли также приводило к появлению дефектов, связанных с напряжениями, возникающими при неоднородном высыхании капли по объему. Оптимальным с точки зрения морфологии капель оказались системы на основе водорастворимого исходного соединения на полистирольных пленках. Был установлен механизм усиления спиновой релаксации для фосфолипидных спиновых меток в фосфолипидной мембране, порожденного солями переходных металлов, растворенными в водной фазе. Процесс наблюдается благодаря спиновому обмену Гейзенберга, наведенному конформационными флуктуациями нитроксильной группы, и происходит в результате текучести мембраны и гибкости липидных цепей. Полученные результаты могут иметь применение для создания мембранных хемосенсоров, в которых аналит взаимодействует не только с поверхностью мембраны, но и с мембраной в целом, благодаря конформационным флуктуациям липидов. Были рассчитаны стандартные свободные энергии связывания комплексов бета-циклодекстрина с тестовым аналитом (нафталин) и хромофорной молекулой (акридин). Применялись методики двойного аннигилирования и неравновесного сканирования по расстоянию. Были построены модели бислоев липидов нескольких типов как в полноатомном, так и в крупнозернистом представлении. Были рассчитаны равновесные свойства бислоёв: удельная площадь поверхности, подвижность липидов, параметр порядка ацильных цепей. Результаты полноатомной модели были валидированы по имеющимся экспериментальным данным. При добавлении в систему молекул бензола наблюдалось набухание мембраны и уменьшение её микровязкости.

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
С использованием технологии микроклапанной струйной печати получены сенсорные слои, содержащие флуорофорDBMBF2, проницаемые для газообразных метилбензолов. Исследованы флуоресцентные и сенсорные свойства полученных слоев.Изучены спектральные свойства растворов полидиметилсилоксанов и стереорегулярных циклосилоксанов. В качестве субстрата для получения стабилизированных липидных бислоев впервые использован высокопористый монолит двуокиси кремния, синтезированный по модифицированной методике золь-гель процесса. С использованием флуоресцентных липидов доказано образование плоского липидного бислоя. Впервые проведены измерения формы спектров ЭПР фосфолипидных спиновых зондов n-PC встабилизированных липидных бислояхна основе мембран яичного лецитина и димиристоилфосфатидилхолина. Разработана методика и получены образцы сенсорных материалов на основе флуоресцентных ксерогелей при помощи струйной печати каплями объемом 200 пиколитров. Исследованы оптические и сенсорные свойства образцов напечатанных материалов и проведено сравнение с материалами, полученными с использованием других технологий изготовления (объемными материалами, микрокаплями и тонкими плёнками). С помощью метода молекулярной динамики произведено моделирование комплексов β-ЦД с хромофорами и аналитами. Рассчитан потенциал средней силы и константа образования комплексов. Также произведено моделирование воздействия на липидный бислой бензола и диметилсульфоксида. Была исследована возможность образования дефекта в бислое.

Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Были синтезированы кремнезёмные наночастицы размером 100 нм, 50 нм, 25 нм и 15 нм с ковалентно привитым флуоресцентным красителем DBMBF2 с немодифицированной и модифицированной ТМС поверхностью. Были изготовлены чувствительные слои, исследованы зависимости спектров флуоресценции от концентрации паров бензола, толуола и ксилолов. Для проведения экспериментов был разработан и сконструирован измерительный стенд, позволяющий измерять спектры флуоресценции пяти образцов одновременно при подаче паров аналитов. С целью получения композиций, дающих широкие полосы флуоресценции в видимой области спектра («белую» флуоресценцию), впервые были синтезированы и изучены линейные полидиметилсилоксаны с различной степенью прививки в боковой цепи флуорофора DBMBF2. Было изучены свойства липидных бислоёв, поведение спиновых меток, флуорофоров и кавитандов в бислоях. Была создана модель сенсора на основе планарного липидного бислоя, стабилизированного на наночастицах силикагеля (СЛБ) и содержащего встроенные молекулы флуоресцентных индикаторов. Созданная модель применена для детектирования ароматических углеводородов в газовой фазе и «спектрально молчащих» аналитов. Была показана возможность формирования рецепторного центра на основе труднорастворимых производных фенилацетиленов и молекул-кавитандов, обладающих внутренней полостью (циклодекстринов). Были изучены краунсодержащие стириловые красители бетаиновой структуры, обладающие лучшей растворимостью в воде по сравнению с катионными аналогами, показано, что их ионофорные свойства проявляются не только в органических растворителях, но и в конкурентном микроокружении – воде. Разработана методика и получены образцы сенсорных материалов на основе флуоресцентных ксерогелей на основе Нильского Красного и Родамина 6Ж при помощи струйной печати каплями объемом 200 пиколитров. Исследованы оптические и сенсорные свойства образцов напечатанных материалов. Проведённое сравнение флуоресцентных и сенсорных свойств полученных материалов с образцами объемных материалов и тонкими плёнками показало, что в основе механизма отклика материалов с родамином 6Ж на присутствие паров органических аналитов лежит равновесие между мономерной и агрегированной формами красителя.