Направления научных исследований

Научная работа

Публикации

Преподавание

Сотрудники

Семинар

Оборудование

Студентам

Квантовохимическое исследование фотофизических свойств координационных соединений

Исполнители: Владимир Сизов, Софья Славова, Мария Ивонина

Методами DFT и TDDFT исследуются строение и электронная структура люминесцентных комплексов d- и f-элементов, устанавливается природа электронных переходов и предлагается интерпретация экспериментально наблюдаемых фотофизических характеристик.

Работа проводится совместно с группой химии кластерных соединений (кафедра общей и неорганической химии) при поддержке гранта Российского Научного Фонда.

Публикации по теме:

V.Khistiaeva, A.S.Melnikov, S.Slavova, V.Sizov, G.L.Starova, I.O.Koshevoy, E.V.Grachova. Heteroleptic β-diketonate Ln(III) complexes decorated by pyridyl substituted pyridazine ligand: synthesis, structure and luminescent properties. Inorg.Chem.Frontiers, 2018, Vol. 5(12), pp. 3015-3027.

A.Yu.Gitlina, M.V.Ivonina, V.V.Sizov, G.L.Starova, A.P.Pushkarev, D.Volyniuk, S.P.Tunik, I.O.Koshevoy, E.V.Grachova. The rare example of compact heteroleptic cyclometalated iridium(III) complexes demonstrating well-separated dual emission. Dalton Trans., 2018, Vol. 47, pp. 7578-7586.

D.D.Zhukovsky, V.V.Sizov, G.L.Starova, S.P.Tunik, E.V.Grachova. Binuclear luminescent Pt(II) complexes based on substituted 3,6-diphenylpyridazines; synthesis and photophysical study. J.Organomet.Chem., 2018, Vol. 867, pp. 367-374.

A.A.Penney, G.L.Starova, E.V.Grachova, V.V.Sizov, M.A.Kinzhalov, S.P.Tunik. Gold(I) alkynyls supported by mono- and bidentate NHC ligands: Luminescence and isolation of unprecedented ionic complexes. Inorg.Chem., 2017, Vol. 56 (24), pp. 14771-14787.

J.R.Shakirova, O.A.Tomashenko, E.V.Grachova, G.L.Starova, V.V.Sizov, A.F.Khlebnikov, S.P.Tunik. Gold(I)-alkynyl complexes with a new type N-donor heterocyclic ligand: Synthesis and photophysical properties. Eur.J.Inorg.Chem., 2017, Vol. 2017(36), p. 4180-4186.

J.R.Shakirova, E.V.Grachova, V.V.Sizov, G.L.Starova, I.O.Koshevoy, A.S.Melnikov, M.C.Gimeno, A.Laguna, S.P.Tunik. Polynuclear cage-like Au(I) phosphane complexes based on S2- template; observation of multiple luminescence in coordinated polyaromatic systems. Dalton Trans., 2017, V.46, 2516-2523.

A.I.Solomatina, P.S.Chelushkin, D.V.Krupenya, I.S.Podkorytov, T.O.Artamonova, V.V.Sizov, A.S.Melnikov, V.V.Gurzhiy, E.I.Koshel, V.Shcheslavskiy, S.P.Tunik. Coordination to imidazole ring switches on phosphorescence of platinum cyclometalated complexes: The route to selective labeling of peptides and proteins via histidine residues. Bioconjugate Chem., 2017, V.28(2), 426-437.

I.D.Strelnik, V.V.Gurzhiy, V.Sizov, E.I.Musina, A.A.Karasik, S.P.Tunik, E.V.Grachova. A stimuli-responsive Au(I) complex based on aminomethylphosphine template: synthesis, crystalline phases and luminescent properties. CrystEngComm, 2016, V. 18, p. 7629-7635.

A.A.Penney, D.V.Krupenya, E.V.Grachova, V.V.Sizov, V.V.Gurzhiy, G.L.Starova, S.P.Tunik. Aurophilicity in action: Fine-tuning the gold(I)-gold(I) distance in the excited state to modulate the emission in a series of dinuclear homoleptic gold(I)-NHC complexes. Inorg.Chem., 2016, V. 55(10), p. 4720-4732.

K.S.Kisel, G.Linti, G.L.Starova, V.V.Sizov, A.S.Melnikov, A.P.Pushkarev, M.N.Bochkarev, E.V.Grachova, S.P.Tunik. Synthesis, structure and photophysical properties of Eu and Lu diketonates with neutral polydentate imidazolyl-methanamine ligand. Eur.J.Inorg.Chem., 2015, Vol. 2015(10), p. 1734-1743.

Вычислительное исследование структуры и свойств проводящих координационных полимеров на основе комплексов переходных металлов с основаниями Шиффа

Исполнители: Владимир Сизов, Сергей Гром

Квантовохимические DFT/TDDFT-расчеты применяются для изучения строения, электронной структуры, окислительно-восстановительных свойств и спектральных характеристик мономерных и олигомерных комплексов переходных металлов с основаниями Шиффа саленового типа. Такие комплексы используются в качестве электродных материалов для разрабатываемых высокоэффективных источников тока. Помимо квантовохимических расчетов, используется метод молекулярной диинамики, позволяющий изучать агрегацию комплексов в растворе у поверхности инертного электрода.

Работа проводится совместно с группой О.В.Левина (кафедра электрохимии) при поддержке грантов Российского Научного Фонда и Российского фонда фундаментальных исследований.

Публикации по теме:

A.A.Vereshchagin, V.Sizov, P.Vlasov, E.V.Alekseeva, A.S.Konev, O.V.Levin. Water-stable [Ni(salen)]-type electrode material based on phenylazosubstituted salicylic aldehyde imine ligand. New J.Chem., 2017, V. 41, p. 13918-13928.

A.Vereshchagin, V.Sizov, M.Verjuzhskij, S.Hrom, A.Volkov, J.S.Danilova, M.Novozhilova, A.Laaksonen, O.V.Levin. Interaction of amines with electrodes modified by polymeric complexes of Ni with salen-type ligands. Electrochimica Acta, 2016, V. 211, p. 726-734.

V.V.Sizov, M.V.Novozhilova, E.V.Alekseeva, M.P.Karushev, A.M.Timonov, S.N.Eliseeva, A.A.Vanin, V.V.Malev, O.V.Levin. Redox transformations in electroactive polymer films derived from complexes of nickel with SalEn-type ligands: computational, EQCM and spectroelectrochemical study. Journal of Solid State Electrochemistry, 2015, V. 19, p. 453-468.

Моделирование взаимодействий порфиринов и металлопорфиринов с G4-квадруплексами и регулярными полинуклеотидами

Исполнители: Владимир Сизов, Михаил Иванов

В рамках этого направления методами молекулярной динамики и вычислительной квантовой химии исследуются взаимодействия порфирина TMPyP4 и металлопорфиринов MeTMPyP4 с регулярными полинуклеотидами, G4-квадруплексами и модельными системами, имитирующими фрагменты молекул биополимеров. Целью работы является установление механизма взаимодействий порфиринов с биополимерами, изучение структурных особенностей образующихся комплексов и интерпретация экспериментально измеряемых проявлений взаимодействий такого типа.

Работа проводится совместно с группой А.Г.Кудрева (кафедра общей и неорганической химии).

Публикации по теме:

G.Tolstykh, V.Sizov, A.Kudrev. Surface complex of ZnTMPyP4 metalloporphyrin with double-stranded Poly(A)-Poly(U). J.Inorg.Biochem., 2016, V. 161, p. 83-90.

Моделирование ионной проводимости в твердых оксидах на основе ZrO₂

Исполнители: Владимир Сизов, Мария Ивонина, Михаил Иванов, Павел Снегуров

Ионопроводящие твердые оксиды, представляющие собой диоксид циркония, допированный оксидами двух- и трехвалентных металлов, широко применяются в качестве твердых электролитов в высокотемпературных топливных элементах. В связи с этим, значительный интерес представляет изучение процесса диффузии ионов на микроуровне и установление связи между локальной структурой материала и его ионной проводимостью.

Для моделирования диффузии ионов кислорода используется метод молекулярной динамики, а для более детального изучения энергетических характеристик твердооксидных решеток и расчета энергетических барьеров диффузии ионов применяются расчеты методом функционала плотности.

Публикации по теме:

V.V.Sizov, M.J.Lampinen, A.Laaksonen. Molecular dynamics simulation of oxygen diffusion in cubic yttria-stabilized zirconia: Effects of temperature and composition. Solid State Ionics, 2014, V. 266, p. 29-35.

Моделирование наноструктурированных ионопроводящих материалов

Исполнители: Игорь Юльевич Готлиб

Публикации по теме:

И.Ю.Готлиб, А.К.Иванов-Шиц, И.В.Мурин, А.В.Петров, Г.А.Романцов, Р.М.Закалюкин. Молекулярно-динамическое моделирование наноструктур SnF₂ во внутренних каналах однослойных углеродных нанотрубок. Физика твердого тела, 2014, т. 56, № 7, с. 1420-1429.

Gotlib I.Yu., Ivanov-Schitz A.K., Murin I.V., Petrov A.V., Zakalyukin R.M. Structure and ionic transport properties of AgI_1-xBr_x within single-wall carbon nanotubes from molecular dynamics simulation. J.Phys.Chem.C, 2012, V. 116, No 36, pp. 19554-19570.

Gotlib I.Y., Ivanov-Schitz A.K., Murin I.V., Petrov A.V., Zakalyukin R.M. Computer simulation of ionic transport in silver iodide within carbon nanotubes. Solid State Ionics 188(1), 6-14 (2011).

И.Ю.Готлиб, А.К.Иванов-Шиц, И.В.Мурин, А.В.Петров, Р.М.Закалюкин. Молекулярно-динамическое моделирование наноструктур бромида серебра в однослойных углеродных нанотрубках. Физика твердого тела, 2011, т. 53, № 11, с. 2256-2264.

И.Ю.Готлиб, А.К.Иванов-Шиц, И.В.Мурин, А.В.Петров, Р.М.Закалюкин. Компьютерное моделирование наноструктур AgI в однослойных углеродных нанотрубках. Неорг.материалы, 2010, т. 46, № 12, с. 1509-1517.

Адсорбция леннард-джонсовского флюида в порах сложной формы

Исполнители: Елена Николаевна Бродская, Александр Ванин, Илья Копаничук

Методом Монте-Карло изучается влияние формы пор на адсорбцию флюида и его давление в щелях.

Публикации по теме:

I.V.Kopanichuk, A.A.Vanin, E.N.Brodskaya. Disjoining pressure and structure of a fluid confined between nanoscale surfaces. Colloids & Surfaces A, 2017, V. 527, 42-48.

И.В.Копаничук, А.А.Ванин, Е.Н.Бродская. Определение влияния краевых эффектов при адсорбции леннард-джонсовского флюида в конечных щелях методом компьютерного моделирования. Коллоидный журнал, 2015, т. 77, № 5, с. 634-640.

I.V.Kopanichuk, A.A.Vanin, E.N.Brodskaya. Edge effects on adsorption of Lennard-Jones fluid in finite carbon slits. Colloids & Surfaces A, 2015, V. 485, p. 18-24.

Адсорбция и диффузия в пористых материалах

Исполнители: Елена Николаевна Бродская, Анастасия Сизова, Елена Иванова, Владимир Сизов

Методами Монте-Карло и молекулярной динамики изучается адсорбция газов и газовых смесей (CH₄/CO₂, CO₂/N₂) в пористых адсорбентах различной природы (цеолиты, активированные угли), в том числе, в присутствии преадсорбированных жидкостей. Рассматривается влияние внешних условий, природы и состава адсорбата, структуры адсорбента на селективность и емкость адсорбентов.

Работа проводится при поддержке гранта Российского Фонда Фундаментальных Исследований.

Публикации по теме:

А.А.Сизова, В.В.Сизов, Е.Н.Бродская. Молекулярные механизмы влияния воды на адсорбцию смеси CO₂/CH₄ в щелевидных углеродных порах. Коллоидный журнал, 2018, т. 80, № 4, с. 458-465.

A.A.Sizova, V.V.Sizov, E.N.Brodskaya. Diffusion of CO₂/CH₄ mixture in wet SBA-15 and CMK-5. Colloids & Surfaces A, 2017, V. 524, 87-95.

A.A.Sizova, V.V.Sizov, E.N.Brodskaya. Adsorption of CO₂/CH₄ and CO₂/N₂ mixtures in SBA-15 and CMK-5 in the presence of water: A computer simulation study. Colloids & Surfaces A, 2015, V. 474, p. 76-84.

А.А.Сизова, В.В.Сизов, Е.Н.Бродская. Компьютерное моделирование адсорбции смеси CH₄/CO₂ во влажных микропористых углях. Коллоидный журнал, 2015, т. 77, № 1, с. 90-99.

Моделирование мицеллярных систем

Исполнители: Елена Николаевна Бродская, Александр Ванин, Илья Копаничук

Методом молекулярной динамики проводится моделирование систем, содержащих ПАВ или их смеси, воду и гидрофобные агенты, такие как углеводороды или диоксид углерода. Изучается зависимость формы и структуры мицелл от состава системы и их физические свойства.

Работа проводится при поддержке грантов Российского Научного Фонда.

Публикации по теме:

I.V.Kopanichuk, E.A.Vedenchuk, A.S.Koneva, A.A.Vanin. Structural properties of Span 80/Tween 80 reverse micelles by molecular dynamics simulations. J.Phys.Chem.B, 2018, Vol. 122(33), pp. 8047-8055.

И.В.Копаничук, С.Д.Очкалова, А.А.Ванин. Влияние гидроксильных групп на солюбилизацию производных пиридина в обратных мицеллах СПЭН 80–вода–н-декан. Коллоидный журнал, т. 80, № 4, с. 406-410.

И.В.Копаничук, А.А.Ванин, С.А.Острась, Е.Н.Бродская. Компьютерное моделирование солюбилизации люминофоров в обратных мицеллах. Коллоидный журнал, 2018, т. 80, № 3, с. 284-289.

И.В.Копаничук, А.А.Ванин, Е.Н.Бродская. Дипольный момент обратных мицелл по данным компьютерного моделирования. Коллоидный журнал, 2018, т. 80, № 2, с. 194-198.

И.В.Копаничук, А.А.Ванин, Е.Н.Бродская. Влияние воды на форму агрегатов в микроэмульсиях вода-масло по данным компьютерного моделирования. Коллоидный журнал, 2017, т. 79, № 3, с. 270-275.

G.Neganova, E.N.Brodskaya. Computer simulation of the AOT reverse micelle at freezing temperature. Colloids & Surfaces A, 2016, V. 510, p. 122-128.

E.A.Belyaeva, A.A.Vanin, Y.A.Anufrikov, N.A.Smirnova. Molecular-dynamic simulation of aliphatic alcohols distribution between the micelle of 3-methyl-1-dodecylimidazolium bromide and their aqueous surrounding. Colloids & Surfaces A, 2016, V. 508, p. 93-100.

Г.В.Муджикова, Е.Н.Бродская. Обратная мицелла AOT в среде сверхкритического диоксида углерода. Коллоидный журнал, 2015, т. 77, № 3, с. 326-331.

Г.В.Муджикова, Е.Н.Бродская. Компьютерное моделирование обратных мицелл и микроэмульсий вода-масло. Коллоидн. журн., 2012, т. 74, № 3, с. 291-302.

Е.Н.Бродская. Компьютерное моделирование мицеллярных систем. Коллоидн. журн., 2012, т. 74, № 2, с. 167-186.

Моделирование газогидратных систем

Исполнители: Елена Николаевна Бродская, Анастасия Сизова, Владимир Сизов

Публикации по теме:

Е.Н.Бродская, В.В.Сизов. Молекулярное моделирование нанокластеров газовых гидратов в водной оболочке. Механическое состояние системы. Коллоидн. журн., 2013, т. 75, № 4, с. 408-415.

Исследование межфазных границ и наноагрегатов

Исполнители: Елена Николаевна Бродская, Александр Ванин

В рамках этого направления проводится теоретическое изучение и компьютерное моделирование малоразмерных систем (микрокапель, поверхностных слоев и т.д.). Рассматривается зависимость поверхностного натяжения, энергии сольватации, локального электростатического потенциала, локальной структуры и других характеристик от свойств наноразмерной системы.

Публикации по теме:

А.А.Ванин, Е.Н.Бродская. Молекулярно-динамическое моделирование поверхностного слоя неионной мицеллы. Коллоидный журнал, 2017, т. 79, № 3, с. 252-258.

A.A.Vanin, E.N.Brodskaya. Simulation study of influence of component polarizability on the properties of the electric double layer of an ionic micelle. Colloids & Surfaces A, 2017, V. 522, 58-65.

Е.Н.Бродская, А.А.Ванин. Влияние электронной поляризуемости компонентов на электрическое поле ионной мицеллы по данным молекулярного моделирования. Коллоидный журнал, 2016, т. 78, № 4, с. 411-416.

А.А.Ванин, Е.Н.Бродская. Компьютерное моделирование поверхностного слоя ионной мицеллы с учетом явного вклада воды. Коллоидный журнал, 2015, т. 77, № 4, с. 424-432.

E.N.Brodskaya, A.A.Vanin. Effect of water on the local electric potential of simulated ionic micelles. J.Chem.Phys., 2015, Vol. 143, 044707.

О.В.Семашко, Е.Н.Бродская. Роль растворителя в формировании двойного слоя мицелл анионного ПАВ. Численный эксперимент. Вестник СПбГУ, Сер.физ.хим., 2012, № 1, с. 121-125.

Г.В.Муджикова, Е.Н.Бродская. Изучение влияния воды на процесс образования обратных мицелл в неполярном растворителе методом компьютерного моделирования. Вестник СПбГУ, Сер.физ.хим., 2012, № 1, с. 69-75.

E.Brodskaya. Role of water in the formation of the electric double layer of micelles. J. Phys. Chem. B, 2012, V. 116, No 19, pp. 5795-5800.

Конкурентная сольватация ионов в смешанных растворителях

Исполнители: Владимир Сизов, Анастасия Сизова

Методами квантовой химии и молекулярной диинамики изучаются строение и сравнительная устойчивость сольватокомплексов переходных металлов, образующихся в смешанных водно-органических растворителях в присутствии различных противоионов. Особое внимание уделяется конкуренции между водой и органическими молекулами в ходе формирования координационной сферы, а также процессам образования крупных надмолекулярных агрегатов и их влиянию на структуру раствора.

Работа проводится Работа проводится совместно с группой М.Ю.Скрипкина (кафедра общей и неорганической химии).

Публикации по теме:

В.В.Сизов, А.А.Шаповалова, С.В.Буров. Молекулярно-динамическое моделирование сольватации и ассоциации ионов в водно-ацетонитрильных растворах перхлората лития. Журн. общей химии, 2012, т. 82, № 7, с. 1057-1063.

Моделирование «мягкой материи»

Исполнители: Игорь Юльевич Готлиб, Александр Ванин, Илья Копаничук

Работа проводится при поддержке гранта Российского Научного Фонда.

Публикации по теме:

I.Gotlib, A.Victorov. Effects of the linear chain structure on the cross-association equilibrium between chainlike molecules in a good solvent. Fluid Phase Equilibria, 2017, Vol. 454, p. 116-121.

I.Yu.Gotlib, I.K.Malov, A.I.Victorov, M.A.Voznesenskiy. Association equilibrium for cross-associating chains in a good solvent: crowding and other nonideality effects. J.Phys.Chem.B, 2016, V. 120(29), p. 7234-7243.

I.V.Kopanichuk, A.A.Vanin, I.Yu.Gotlib, A.I.Victorov. Steric asymmetry vs charge asymmetry in dilute solutions containing large weakly charged ions. Fluid Phase Equilibria, 2016, V. 428, p. 203-211.