Разработка нанокомпозитных спонтанно поляризованных сенсорных покрытий на основе ЛБ-кластеров углеродных нанотрубок для определения функциональных характеристик молекулярно-клеточных систем : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель Г. В. Крылова

Abstract

Объектами исследования являются нанокомпозитные материалы на основе нанопористого оксида алюминия, углеродных нанотрубок, структура Ленгмюра-Блоджетт, методы нанесения и декорирования биологически активных структур. Целью работы является разработка, создание и исследование ферроэлектрических нанокомпозиционных биофункциональных покрытий Ленгмюра-Блоджетт и физических гибридных бионанопреобразователей эффектов спонтанной поляризации упорядоченных монослоев углеродных нанотрубок на наноструктурных оксидах для детектирования функционирования молекулярно-клеточных системи их отклика на воздействие биологически значимых веществ. В результате проведенных исследований предложена теория зонной структуры графеноподобного материала с частично снятым вырождением дираковских энергетических зон, оценена динамическая масса носителей заряда для такой модели в приближении Дирака-Хартри-Фока. Установлено что спин-зависимая диэлектрическая поляризация монослойных биполярных графеноподобных материалов обусловлена взаимодействием спина безмассовых хиральных фермионных носителей заряда с долинными токами. Разработаны методы формирования спонтанно-поляризованных упорядоченных массивов горизонтально-ориентированных многослойных углеродных нанотрубок. Массивы имеют высокую плотность и образуются в процессе эпитаксиального роста на поверхности ультратонкой кристаллической проводящей полимерной пленки Ленгмюра-Блоджетт. Созданы биосовместимые и биочувствительные наногетероструктуры из слоя нанопористого анодного оксида алюминия, ультратонкой пленке наноциклического металло-органического соединения и нанокластеров карбоксилированных малостенных углеродных нанотрубок. Показано, что импедансный сенсор с покрытием из таких наногетероструктур функционирует на квантовых эффектах спонтанной диэлектрической поляризации и детектирует формирование монослоя живых опухолевых клеток и воздействие на него биологически активных веществ.