Аннотация результатов, полученных в 2017 году
В отчетном году были проведены исследования сверхбыстрой кинетики стоксового сдвига мгновенных спектров флуоресценции водных растворов ДСМ и его комплексов включения ДМС- СВ6 в диапазоне до 5 пс. Обнаружено, что во всех случаях временные зависимости максимумов мгновенных спектров флуоресценции ДСМ и его комплексов с СВ6 в диапазоне от 0.5 до 5 пс хорошо описываются суммой двух экспонент с существенно различающимися временами жизни. Короткие характерные времена порядка 100 фемтосекунд могут быть приписаны колебательному охлаждению электронно-возбужденного состояния красителя. Более длительное характерное время порядка 1 пикосекундв можно связать с вращательной диффузией диполей молекул растворителя, которое в присутствии кукурбитурила также определяется временем поступательного движения сольвата стирилового красителя относительно полости кавитанда. Для подтверждения общей модели релаксации были также проведены измерения в тяжелой воде. На основе полученных данных был сделан вывод о том, что гидрофобная полость кавитанда препятствует образованию нормальной сети водородных связей в воде и аналогичной структуры в тяжёлой воде. В рамках концепции молекулярной машины более длительное характерное время можно рассматривать как время срабатывания молекулярного переключателя. Другими словами, время, которое требуется электронно-возбужденному стириловому красителю ДСМ для перемещения вглубь кавитанда СВ6 составляет 1.1 пс в воде и 1.6 пс в тяжелой воде. Развита простая физическая модель, описывающая динамические характеристики фотоуправляемой молекулярной машины на основе комплексов включения кукурбитурилов и стириловых красителей (молекулярные переключатели). Впервые получено аналитическое выражение для оценки максимальной скорости переключения; для системы на основе кукурбит[6]урила (СВ6) и иодида 4-[4-(диметиламино)стирил-1-метилпиридиния] (ДМС) этот параметр равен 500 фс в полном соответствии с полученными экспериментальными результатами. В рамках работы по поиску новых гибридных металлоорганических супрамолекулярных систем, перспективных для создания молекулярных машин, был проведен синтез коллоидных растворов наночастиц серебра и золота. Методом импедансметрии впервые были получены количественные параметры адсорбции кукурбит[8]урила (СВ8) на поверхности металла. Показано, что основные особенности формирования слоев адсорбата для СВ8 (широкая область адсорбции, высокая поверхностная активность, образование двух структур адсорбционного слоя) аналогичны установленным ранее для других членов гомологического ряда кукурбитурилов. В рамках работы по созданию системы pump-probe на основе хром-форстерита, собран усилитель, который состоит из генератора фемтосекундных импульсов, лазера накачки и усилителя фемтосекундных импульсов. Усилитель работает на длине волны 1250 нм, при длительности генерируемых импульсов 170 фс (энергия в импульсе 380 мкДж, частота повторения 100 Гц).

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Методами оптической стационарной и время-разрешенной фемтосекундной спектроскопии была исследована реакция [2+2] фотоциклоприсоединения для перхлората 4-[(Е)-2-(3,4-диметоксифенил)-1-этилпиридиния] и двух его производных в полости кукурбит[8]урила (CB[8]) в водных растворах. Определены квантовые выходы фотохимической реакции циклоприсоединения, которые варьируются от 0.02 до 0.06 в зависимости от строения катионов красителя. Исследована кинетика затухания флуоресценции 2:1 комплексов красителей и CB[8]. Обнаружена компонента затухания флуоресценции красителя равная по порядку величины десятку пикосекунд, которая заметно сокращается в присутствии CB[8], что свидетельствует об образовании фотодимеров и может характеризовать время подстройки системы под критерии Шмидта. Были исследованы фотофизические свойства соединения включения металлоорганического координационного полимера [Zn2(DMF)(bdc)(S−lac)]•DMF - лактат-терефталат цинка (MOF) и типичного стирилового красителя иодида 4-[4-(диметил-амино)стирил]-1-метилпиридиния (ДСМ). Сравнение спектров флуоресценции комплексов ДСМ@MOF со спектрами красителя, растворённого в бинарных смесях толуол/ДМФА различного состава, показало, что значение эффективной диэлектрической проницаемости полости MOF равно 5. Методами время-разрешенной спектроскопии было обнаружено, квантовый выход флуоресценции ДСМ в полости MOF увеличивается более чем в пятьдесят раз по сравнению с гомогенными растворами в ДМФА. Создана фемтосекундная установка для регистрации спектров фотоиндуцированного поглощения методом pump-probe с фемтосекундным временным разрешением, где в качестве лазерной системы впервые используется регенеративный усилитель на кристалле хром-форстерита с основной гармоникой 1240 нм.