Выполнил: Любимцев Николай ученик 9 «Б» класса МОУ-лицей №21 г.Иваново

1. Перенос энергии в наноразмерных каналах Выполнил: Любимцев Николай ученик 9 «Б» класса МОУ-лицей №21 г.Иваново

2. Актуальность проблемы и цель исследования При фотосинтезе свет поглощается посредством систем световых антенн, состоящих из нескольких сотен молекул хлорофилла. Эти световые антенны дают возможность быстрого переноса энергии от молекулы в возбужденном состоянии на расположенную рядом невозбужденную молекулу. Современное развитие химии позволяет моделировать процессы, протекающие в природе. В частности, возможно моделирование процессов переноса энергии в наноразмерных каналах, подобных процессам фотосинтеза. Для этого в первую очередь необходимо конструирование самих наноканалов, с последующим их заполнением соединениями, способными к передаче энергии от молекулы к молекуле. Кроме того, нужно создать условия для надежного расположения этих оптически активных веществ внутри каналов. Решением этой проблемы было бы закрытие этих каналов после заполнения их фотоактивными соединениями. Данная презентация представляет попытку решения проблемы закрытия наноразмерных каналов с расположенными внутри них оптически активными соединениями.

3. Формирование наноразмерных каналов Из органических соединений, способных образовывать микроскопические каналы, особое внимание отводится пергидротрифенилену. пергидротрифенилен При совместной кристаллизации с фотоактивными соединениями параллельные ярусы молекул пергидротрифенилена образуют наноканалы размером около 50 нм. При этом расстояние между образованными каналами в 150 нм обеспечивает электронное разделение хромофоров.

4. Концепция закрытия наноразмерных каналов Следующим этапом в формировании эффективных элементов переноса энергии является закрытие сформированных наноразмерных каналов, так называемыми молекулярными пробками. Закрытие каналов приводит к невозможности «выхода» оптически активных соединений из каналов. Кроме того, эти пробки предотвращают проникновение в каналы малых молекул, таких как вода, кислород и др. При этом в молекулярной пробке могут выступать в роли светособирающих антенн, способных передавать световую энергию внутрь наноканала. Оптически активные соединения Молекулярные пробки

5. Химическое строение молекулярных пробок «голова» Молекулярная пробка по своему химическому строению должна состоять как минимум из 2 частей: головной и хвостовой. Наличие промежуточного звена возможно только в случае необходимости разобщения взаимодей-ствия головной и хвостовой частей. При этом размеры хвостовой части должны быть оптимальными для включения в наноканалы, в то же время головная часть не должна приникать внутрь канала, закрывая его. промежуточное звено «хвост»

6. Возможные модели молекулярных пробок на основе макроциклических соединений Модель1 Модель 2 фталоцианин

7. Синтезированные структуры молекулярных пробок на основе фталоцианинов титана A. Lyubimtsev, M. Misir, M. Calvete, M. Hanack.Eur. J. Org. Chem., 2008, 3209 – 3214

8. Синтезированные структуры молекулярных пробок на основе порфиринов Alexey Lyubimtsev. Chem. Mater. 2011, 23, 1088–1090