Влияние химической структуры тетрапиррольных макроциклических соединений на энергию формирования плавающих слоев и их гистерезис на границе раздела воздух/вода

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Изучено влияние химического строения порфиринов на энергию формирования плавающих слоев и их стабильность в циклах сжатия-растяжения. Получены и проанализированы особенности изотерм сжатия 5,10,15,20-тетрафенилпорфирина (I), 2-аза-21-карба-5,10,15,20-тетрафенилпорфирина (II) и 5,15-бис(2,6-бис(додецилокси)фенил)порфирина (III), в том числе в трех последовательных циклах сжатия-растяжения. Показано, что модификация химической структуры у изучаемых хромофоров, приводящая к увеличению дипольного момента макроцикла, может существенно влиять на энергию формирования плавающих слоев, что проявляется в многократной разнице данной величины и сжимаемости у соединения II по сравнению с соединениями I и III. Установлено, что порфирины I и II, где в качестве заместителей выступают фенильные кольца, агрегируют до начала сжатия плавающего слоя, тогда как наличие в фенильных фрагментах длинных алифатических заместителей (соединения III) препятствует процессам агрегации.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

К. Никитин

Институт химии растворов им. Г. А. Крестова Российской академии наук

Autor responsável pela correspondência
Email: nks@isc-ras.ru
Rússia, Иваново

О. Мальцева

Институт химии растворов им. Г. А. Крестова Российской академии наук

Email: nks@isc-ras.ru
Rússia, Иваново

Н. Мамардашвили

Институт химии растворов им. Г. А. Крестова Российской академии наук

Email: nks@isc-ras.ru
Rússia, Иваново

М. Марченкова

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: nks@isc-ras.ru
Rússia, Москва

Н. Усольцева

НИИ наноматериалов, Ивановский государственный университет

Email: nks@isc-ras.ru
Rússia, Иваново

Bibliografia

  1. Jin W.-L., Li W., Wang H.-X., et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2022. V. 10. № 3. P. 107662. https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.107662
  2. Ding R., Liu J., Wang T., Zhang X. // Chem. Eng. J. 2022. V. 449. P. 137758. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137758
  3. Hibbard H.A.J., Burnley M.J., Rubin H.N., et al. // Inorg. Chem. Commun. 2020. V. 115. P. 107861. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2020.107861
  4. Joon N.K., Barnsley J.E., Ding R., et al. // Sens. Actuators B Chem. 2020. V. 305. P. 127311. https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.127311
  5. Siwiec K., Górski Ł. // J. Electroanal. Chem. 2019. V. 833. P. 498. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2018.12.024
  6. Dusiło K., Wojcieszek J., Pepłowski A., et al. // // Microchem. J. 2022. V. 183. P. 108129. https://doi.org/10.1016/j.microc.2022.108129
  7. Gao K., Kan Y., Chen X., et al. // Adv. Mater. 2020. V. 32. № 32. P. 1906129. https://doi.org/10.1002/adma.201906129
  8. Mai C.-L., Xiong Q., Li X., et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2022. V. 61. № 39. P. e202209365. https://doi.org/10.1002/anie.202209365
  9. Bichan N.G., Ovchenkova E.N., Mozgova V.A., et al. // Polyhedron. 2021. V. 203. P. 115223. https://doi.org/10.1016/j.poly.2021.115223
  10. Ren H., Liu C., Yang W., Jiang J. // Dyes and Pigments. 2022. V. 200. P. 110117. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2022.110117
  11. Du P., Niu Q., Chen J., et al. // Anal. Chem. 2020. V. 92. № 11. P. 7980. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.0c01651
  12. Burger T., Winkler C., Dalfen I., et al. // J. Mater. Chem. C. 2021. V. 9. P. 17099. https://doi.org/10.1039/D1TC03735H
  13. Chizhova N.V., Mal’tseva O.V., Kumeev R.S., Mamardashvili N.Z. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. N5. P. 682. https://doi.org/10.1134/S0036023618050200
  14. Chizhova N.V., Maltceva O.V., Zvezdina S.V., et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2018. V. 88. N5. P. 978.
  15. https://doi.org/10.1134/S1070363218050249
  16. Zvezdina S.V., Chizhova N.V., Mamardashvili N.Z. // Ibid. 2021. V. 91. № 8. P. 1526. https://doi.org/10.1134/S1070363221080144
  17. Maltceva O.V., Nikitin K.S., Kazak A.V., et al. // Liq. Cryst. and their Appl. 2023. V. 23. № 2. P. 29. https://doi.org/10.18083/LCAppl.2023.2.29
  18. Blodgett K.B., Langmuir I. // Phys. Rev. 1937. V.51. № 11. P. 964. https://doi.org/10.1103/PhysRev.51.964
  19. Langmuir I., Schaefer V.J. // J. Am. Chem. Soc. 1938. V. 60. № 6. P. 1351. https://doi.org/10.1021/ja01273a023
  20. Blinov L.M. // Sov. Phys. Usp. 1988. V. 31. № 7. P. 623. https://doi.org/10.1070/PU1988v031n07ABEH003573
  21. Hussain S.-A., Bhattacharjee D. // Modern Physics Letters B. 2009. V. 23. № 29. P. 3437. https://doi.org/10.1142/S0217984909021508
  22. Shepeleva I.I., Shokurov A.V., Konovalova N.V. et al.// Rus. Chem. Bulletin. 2018. V. 67. P. 2159. https://doi.org/10.1007/s11172-018-2348-4
  23. Begletsova N.N., Mironyuk V.N., Ezhov A.V., et al.// J. Phys. Conf. Ser. 2020. P. 012118. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1697/1/012118
  24. Begletsova N.N., Mironyuk V.N., Santer S., et al. // Ibid. 2020. P. 012112. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1697/1/012112
  25. Rubinger C.P.L., Moreira R.L., Cury L.A., et al.// Applied Surface Science. 2006. V. 253. P. 543. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2005.12.096
  26. Адамсон, А. Физическая химия поверхностей / Пер. с англ. И.Г. Абидора. Под ред. З.М. Зорина, В.М. Муллера. М.: Мир, 1979. 568 с.
  27. Arslanov V.V., Ermakova E.V., Kutsybala D.S., et al. // Colloid Journal. 2022. V. 84. P. 581. https://doi.org/10.1134/S1061933X22700065
  28. Ermakova E.V., Shokurov A.V., Menon C., et al. // Dyes and Pigments. 2021. V. 186. P. 108967. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2020.108967
  29. Shokurov A.V., Meshkov I.N., Bulach V., et al. // New J. Chem. 2019. V. 43. P. 11419. https://doi.org/10.1039/C9NJ01807G
  30. Maiorova L.A., Kobayashi N., Salnikov D., et al. // Langmuir. 2023. V. 39. P. 3246. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.2c02964
  31. Karlyuk M.V., Krygin Y.Y., Maiorova-Valkova L.A., et al. // Rus. Chemical Bulletin. 2013. V. 62. P. 471. https://doi.org/ 10.1007/s11172-013-0066-5
  32. Bettini S., Grover N., Ottolini M., et al. // Langmuir. 2021. V. 37. P. 13882. https://doi.org/ 10.1021/acs.langmuir.1c02377
  33. Bettini S., Pagano R., Borovkov V., et al. // J. of Colloid and Interface Science. 2019. V. 533. P. 762. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.08.116
  34. Milano F., Guascito M.R., Semeraro P., et al. // Polymers. 2021. V. 13. P. 243. https://doi.org/10.3390/polym13020243
  35. Deya B., Chakraborty S., Chakraborty S., et al. // Organic Electronics. 2018. V. 55. P. 50. https://doi.org/ 10.1016/j.orgel.2017.12.038
  36. Petty M.C. Langmuir–Blodgett Films: An Introduction. Cambridge Univ. Press, Cambridge. 1996, ch. 2,3.
  37. Gonçalves da Silva A.M., Viseu M.I., Malathi A., et al. // Langmuir. 2000. V. 16. N3. P. 1196. https://doi.org/10.1021/la990802b
  38. Goncalves da Silva A.M., Viseu M.I., Romao R.I.S., Costa S.M.B. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2002. V. 4. P. 4754. https://doi.org/10.1039/B202743G
  39. Lobato M.D., Gámez F., Lago S., Pedrosa J.M. // Fuel. 2017. V. 200. P. 162. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.03.059
  40. Pavinatto F.J., Gameiro Jr. A.F., Hidalgo A.A., et al. // Applied Surface Science. 2008. V. 254. № 18. P. 5946. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2008.03.162
  41. El-Nahass M.M., Zeyada H.M., Aziz M.S., Makhlouf M.M. // Optics & Laser Technology. 2007. V. 39. P. 347. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2005.07.004
  42. Kuropatov V.A., Nikitin K.S., Pakhomov G.L., et al. // Surfaces and Interfaces. 2023. V. 36. P. 102539. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2022.102539
  43. Furuta H., Asano T., Ogawa T. // J. Am. Chem. Soc. American Chemical Society. 1994. V. 116. P. 767. https://doi.org/10.1021/ja00081a047
  44. Chmielewski P.J., Latos-Grażyński L., Rachlewicz K., Glowiak T. // Angew. Chemie Int. Ed. English. John Wiley & Sons. 1994.V. 33. P. 779. https://doi.org/10.1002/anie.199407791
  45. Peterson K.A. // J. Chem. Phys. 2003. V.119. P. 11113. https://doi.org/10.1063/1.1622924
  46. Berezina N.M., Vu T.T., Kharitonova N.V., et al. // Macroheterocycles. 2019. V. 12. N3. P. 282. https://doi.org/10.6060/mhc190127b
  47. Kharitonova N.V., Maiorova L.A., Koifman O.I. // J. Porphyrins Phthalocyanines. 2018. V. 22. P. 509. https://doi.org/10.1142/S1088424618500505
  48. Shokurov A.V., Kutsybala D.S., Kroitor A.P., et al. // Molecules. 2021. V. 26. N14. P. 4155. https://doi.org/10.3390/molecules26144155
  49. Hassani S.S., Kim Y.-G., Borguet E. // Langmuir. 2011. V. 27. № 24. P. 14828. https://doi.org/10.1021/la201308g
  50. Dörfler H.-D. Grenzflächen und Kolloidchemie. VCH VerlagsgesellschaftmbH, Weinheim 1994, 600 Seiten. ISBN3-527-29256-x

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Schematic representation of the compression-extension cycle of the floating layer.

Baixar (126KB)
Metadados
3. Fig. 2. Chemical structures of porphyrins I, II and III.

Baixar (143KB)
Metadados
4. Fig. 3. Models of porphyrins I (a), II (b) and III (c), calculated using the DFT method in different projections.

Baixar (409KB)
Metadados
5. Fig. 4. π–A compression isotherms of floating layers of porphyrins I–III.

Baixar (72KB)
Metadados
6. Fig. 5. A series of compression-extension cycles of porphyrins: I (a), II (b) and III (c).

Baixar (246KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024