Кинетика фотопроцессов в системах с ограниченной геометрией, низкоразмерных структурах и фракталах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

На правах рукописи

ИГНАТЬЕВ Андрей Александрович

КИНЕТИКА ФОТОПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ С ОГРАНИЧЕННОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ, НИЗКОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУРАХ И ФРАКТАЛАХ

01.04.05 - «Оптика»

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 2006

Работа выполнена на кафедре радиофизики и электроники физического факультета и в Центре лазерной и информационной биофизики Оренбургского государственного университета

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор М.Г. КУЧЕРЕНКО Оренбургский государственный университет

Официальные оппоненты: Доктор физико-математических наук,

профессор Г.С. ПЛОТНИКОВ Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Доктор физико-математических наук, профессор А.А. ЧИСТЯКОВ Московский инженерно-физический институт

Ведущая организация: Физический институт РАН

им. П.Н. Лебедева

Защита состоится 24 мая 2006 года в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 501.001.45 в Московском государственном университете по адресу: 119992, г. Москва, Ленинские горы, НИИЯФ МГУ, 19 корпус, аудитория 2-15.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцина МГУ им М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан 30 марта 2006 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 501.001.45 доктор физико-математических наук ¡4P А.Н. Васильев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований

Если система обладает малым геометрическим объемом, в котором протекают фотореакции, то интерпретация экспериментов не может быть основана на классических уравнениях формальной кинетики. В таких системах реакция не может рассматриваться как процесс, протекающий в бесконечном объеме с постоянной средней плотностью реагентов. Подобные системы известны как системы с ограниченной геометрией. Среди них в данной диссертационной работе рассматриваются иррегулярные фрактальные множества, объемные и плоские полидисперсные структуры, многокомпонентные полимерные матрицы. Общим для них является то, что собственный объем реагентов сопоставим с объемом микрореактора, в котором протекает процесс. Каждый такой микрореактор включает в себя лишь небольшое число реагирующих молекул. Перечисленные особенности приводят к необходимости достаточного подробного теоретического и экспериментального изучения подобных структур.

Большое внимание в настоящее время уделяется вопросам создания различного рода датчиков молекулярного кислорода, чувствительными элементами которых являются дисперсные и полимерные матрицы. Одной из важнейших задач здесь является изучение свойств и чувствительности такого рода систем к концентрации О2 ■ Сложность в описании происходящих в дисперсных системах фотопроцессов заключается в необходимости одновременного учета граничных и флуктуационных эффектов. Целью работы является исследование кинетики молекулярных фотопроцессов в дисперсных структурах и системах с пониженной размерностью. В частности:

1. Разработка математических моделей для корректного описания кинетики процессов в дисперсных системах, с наноразмерными порами, активированных органолюминофорами.

2. Теоретическое исследование фотопроцессов во фрактальных системах, происходящих с участием электронно-возбужденных состояний оптических зондов и молекулярным кислородом.

3. Экспериментальное исследование фотопроцессов в многокомпонентных структурах, активированных органическими красителями. Изучение влияния молекулярного кислорода и ароматических углеводородов на кинетику фотореакций в таких системах.

4. Разработка экспериментальных способов целенаправленного изменения эффективности определенного канала стока возбуждений - в зависимости от целей, преследуемых в практических приложениях. Поиск тех параметров и условий, варьирование которыми позволит усилить один канал фотореакции

за счет другого.

РОС. НАЦИОНАЛЬНА ч

Экспериментальные исследования и построение математических моделей для процессов протекающих в указанных системах, а также сравнение некоторых экспериментальных результатов с теоретическими составил предмет настоящего исследования. Методы исследования

Основу методов исследований экспериментальной части работы составила лазерная кинетическая спектроскопия. Исследование кинетики фотопроцессов с участием люминофоров в системах с ограниченной геометрией проводилась на автоматизированной лазерной спектрально-кинетической установке. Регистрируемыми сигналами являлись сигналы фосфоресценции, замедленной флуоресценции (ЗФ) и наведенного лазерного поглощения. Теоретические способы основывались на численном и аналитическом решении систем нелинейных кинетических уравнений. Научная новизна работы.

Оригинальные результаты, полученные автором, состоят в следующем:

1. Произведен теоретический анализ флуктуационных эффектов в кинетике фотореакций, протекающих в пористых средах, а также проанализированы корреляционные эффекты, и их влияние на аннигиляционные реакции между односортными и разносортными квазичастицами (электронно-возбужденными молекулами) во фракталах.

2. Всесторонне исследовано влияние десорбции молекулярного кислорода из фрактального слоя на кинетику фотореакции, разворачивающейся в шероховатых поверхностях.

3. Произведен учет конформационной подвижности макромолекул в донор-но-акцепторном переносе энергии в полимерных растворах при радиально-симметричном распределении доноров и в рамках теории возмущений - при одномерных торсионных конформациях.

4. Проанализирована роль кислорода в фотореакциях, протекающих в многокомпонентных полимерных матрицах, экспериментально обнаружен и теоретически исследован эффект гистерезисной зависимости наблюдаемого сигнала от направления потока кислорода в многослойном полимере. Кроме того, зафиксировано изменение чувствительности образцов к концентрациям кислорода при добавлении в их структуру биополимеров, а также оценены величины эффектов тушения люминофоров ароматическими углеводородами при отсутствии кислорода.

5. Произведен учет трехчастичных корреляций при статической аннигиляции в полидисперсной наноструктуре, при этом обнаружена зависимость скорости реакции аннигиляции от первоначального возбуждения системы, т.е. от накачки.

6. Экспериментально исследованы процесс кросс-аннигиляции с кислородом в окрашенных полидисперсных наноструктурах - силохроме и анодированном алюминии. Для активированного красителями силохрома был обнаружен эффект полного тушения люминесценции ароматическими углеводородами, а для экранированного монослоем ПАВ окрашенного анодированного

алюминия обнаружен эффект роста флуоресцентного выхода, и для случая с внедренными в его поры макромолекулами полимеров построена модель, адекватно описывающая проведенные эксперименты. Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Экспериментальные и теоретические результаты, полученные в этой работе, могут быть использованы в различных областях науки и технологиях. Так, полимерные матрицы, активированные сложными молекулами, имеют потенциальные возможности практического применения. Например, для исследований в области гетерогенной фотохимии и химии возбужденных состояний. Миграция энергии электронного возбуждения в рассматриваемых матрицах может быть использована в зависимости от целей, для достижения которых предназначаются разрабатываемые материалы.

2. Большинство из полученных результатов нацелено на создание оптического датчика молекулярного кислорода в газовой фазе, где в качестве активной среды будут применяться структуры с ограниченной геометрией. Особый интерес здесь представляет возможность измерений в разных диапазонах концентраций кислорода. Модулирование различными способами чувствительности активной среды такого датчика позволит сделать измерительную систему более гибкой.

3. Теоретический анализ фотопроцессов в системах с ограниченной геометрией (например: диффузионные процессы кросс-аннигиляции во фракталах, процессы статической аннигиляции в нанопорах и тушение промодулиро-ванное конформационной подвижностью полимерных звеньев) позволил прогнозировать достаточно сложные закономерности, наблюдаемые в экспериментах. Кроме того, полученные теоретические и экспериментальные знания о свойствах тех или иных структур не исключают возможность их использования и для других направлений исследований.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Наиболее адекватное описание кинетики процессов в структурах с микрополостями нанометрового размера необходимо строить в рамках РЮ*-теории. При изучении кинетики процессов в таких системах необходимо учитывать флуктуационное распределение реагентов по микрообъемам пор. Достаточно реалистичное описание статической аннигиляции реагентов внутри поры достигается при учете трехчастичных корреляций.

2. Для структур с ярко выраженными скейлинговыми характеристиками построение модели должно производиться в рамках фрактальной теории, с учетом пространственных корреляций реагентов, а также «фрактальной» десорбции из рассматриваемой системы.

3. Кинетика тушения люминесценции полимерных растворов с донор-акцепторными парами, адсорбированными на макроцепях, модулируется конформационной подвижностью макромолекулярных цепей.

*RG - от англ. Restricted geometry - ограниченная геометрия.

4. Микроскопическая организация и геометрическая специфичность структуры кислородопроницаемых полимеров, оксидных пленок анодированного алюминия и пористых кремнеземов оказывает существенное влияние на кинетику фотопроцессов с участием молекулярного кислорода, протекающих в таких системах. Публикации

Основные результаты исследований опубликованы в 19 печатных работах [119].

Апробация работы

Результаты диссертации обсуждались с коллегами из других городов на конференциях и были опубликованы в тезисах докладов [6-19]. Основные результаты были опубликованы в журналах [1-5]. Научную и практическую значимость работы подтверждает поддержка грантами следующих фундаментальных и прикладных проектов: «Лазероиндуцированные процессы с участием синглетного кислорода и адсорбированных люминофоров в пористых наноструктурах» (Е02-3.2-339), «Кинетика бимолекулярных фотореакций на поверхности раздела фаз, в монослоях и пленках, наноструктурах и фрактальных системах» (01.2001 15700), «Разработка и создание лабораторного образца люминесцентно-оптического измерителя концентрации молекулярного кислорода в качестве датчика-модуля технологического процесса и сенсора синглетного кислорода - для биомедицинских применений» (0403-97513), одним из исполнителей которых является автор диссертации. Структура и объем работы

Структура диссертации определена поставленной целью и задачами исследования. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, двух приложений и списка цитируемой литературы. Полный объем работы составляет 221 страницу, включая 138 рисунков и 6 таблиц. Библиография содержит 180 наименований. Личный вклад соискателя

Личный вклад соискателя внесен в решение вышеуказанных задач исследования, получение основных результатов и их анализ.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследований, показывается новизна работы, ее практическая и научная значимость, ставятся цели и задачи исследования и определяются выносимые на защиту положения.

В первой главе приводится краткий литературный обзор исследований систем с ограниченной геометрией и фракталов. Основное внимание уделено теоретическим и экспериментальным работам по исследованию полимеров и поли дисперсных структур. Достаточно подробно рассмотрены теоретические подходы к исследованию кинетики фотопроцессов в таких системах. Показана значимость учета аномальности блужданий квазичастиц и особенности в протекании реакций во фрактальных матрицах. Рассмотрен флуктуационный подход для анализа кинетики реакций в пористых системах. Приведено описание ряда кинетических задач для однородных евклидо-

вых систем. При этом обращается внимание на неточность модели Смолу-ховского, на которую указывал ряд авторов. Такого рода задачи в данной работе распространены на фрактальные системы. Приводится ряд работ, в которых для описания внутренней структуры полимеров и пористых кремнеземах авторы прибегают к фрактальной, либо 1Ш-теории. Для пористых структур оксида алюминия показана слабая проработка проблемы описания процессов происходящих в таких матрицах.

Во второй главе изложены методы теоретических исследований и методика эксперимента. Приведены схемы использованных в работе экспериментальных установок. Рассматривается методика автоматизированных измерений спектрально-кинетических сигналов и регистрации сигнала наведенного лазерного поглощения. Рассматривается методика приготовления экспериментальных образцов. Описываются использованные в расчетах численные методы.

В третьей главе рассмотрена кинетика фотопроцессов, протекающих в системах с ограниченной геометрией, а также в системах обладающих фрактальными свойствами. Основное внимание уделено теоретическому подходу (построению математических моделей), в рамках которого производилось описание фотопроцессов в структурах с различной фрактальной размерностью. Среди них рассматривались объемные трехмерные и плоские двумерные фрактальные множества, а также одномерный фрактал, структура которого преодолевается диффузантом по квази-одномерной траектории. Изучались флуктуационные эффекты распределения реагентов по евклидовым микровключениям фрактала и коррелированное распределение молекул по фрактальной среде.

Среди основных процессов, изучаемых здесь, рассматриваются взаимная аннигиляция триплетных центров, или триплет-триплетная (Т-Т) аннигиляция в условиях их коррелированного начального пространственного распределения. Причина возникновения таких корреляций заключается в высокоэффективных процессах аннигиляции синглетных возбужденных (Б) состояний активных центров, предшествующих рождению метастабильных Т-состояний:

(1)

5,+71->50 +Т„. (2)

Особое внимание в исследованиях принадлежало активному диффузионному переносчику энергии - молекулярному кислороду. Изучалась кинетика кросс-аннигиляция Т-центров с молекулами кислорода (Т-'Д8( 02)). Причем молекулярный кислород выступает здесь как эффективный консерватор и переносчик энергии электронного возбуждения. Сам процесс кросс-аннигиляции протекает в две стадии:

(3)

Г+\(02)-^51+%(02). (4)

Исследовалось влияние 02 на кинетику люминесценции Т-центров

с учетом различной способности молекул кислорода проникать в рассматриваемые пористые материалы или покидать матрицу (процесс десорбции).

1. Модель в которой производился учет межполостного обмена молекулярным кислородом строилась на основе фрактального кинетического уравнения с граничными и начальными условиями:

= КоЛа + Що] (5)

Ы 0 [ Г г дг дг2 ]

g(oo,t) = l 0 < / < со ; = 1 Яр<г<со

г(г, о = та | ыох)1(п) г = яр+ о, (6)

где Я - радиус рассматриваемой поры; Т] - растворимость кислорода во

фрактале; (п)- равновесная концентрация 'А (02) в поре; п{1\Ыох)- локальная концентрация молекулярного кислорода, которая входит в интегральное уравнение:

»0 I м„) = пох + - п(т I Мох)]к(т I с1г)с1т, (7)

где ¥(Яр) и Уу (Яр) - евклидов и фрактальный объем поры; Ыох и изначальное число и начальная концентрация молекул 'Д^ (02) в поре;

Кинетические уравнения для внутриполостных концентраций Т-центров и возбужденных молекул кислорода имеют вид:

^ = -—«г( 0 - Къпт{Щ{11 М0Х)/Г(Кр) (8)

Л тт

^ = -—«Л (0 - + ^д)«г(0«д(0 + Кгпт{1)Ы{11 Мох)/У(11р) (9) А гд

Рассчитанные из уравнений (8-9) величины лг(г) и ид(0 определяли наблюдаемую величину (рис. 1):

« ^д IР(М0)Р№ох)пт(( I М0,Ыох)пА{11 ЛГо.Л^), (Ю)

где Р(Л^) - начальное распределение Пуассона по порам для молекул-реагентов; К^,КА - удельные бимолекулярные константы скоростей реак-

ций (3) и (4) соответственно. 1.0

Параметры фрактала d(=2 3 в=0 5

— 8 нм

9 нм

10 нм

11 нм

12 нм

0 20 40 60 80 100 120 140 Рис. 1. Кинетические кривые анниги-ляционной ЗФ в системе перколяцион-но-связанных наноячеек с учетом флуктуаций для различных значений радиуса поры Яр.

0 20 40 60 80 100 Рис. 2. Зависимость интенсивности замедленной флуоресценции от времени при различных значениях показателя аномальности диффузии вх и в2 ■ Случай «белой сферы».

=4нм; ¿у =2,5; £/0 =106с-1;

2. В модели учитывающей начальный коррелированный характер распределения Т-центров по фракталу, наблюдаемая величина характеризовалась функцией содержащей полную информацию о процессе аннигиляции возбуждений. В данном случае это K{t\df)- удельный поток квазичастиц на сферу реагирования (по теории Смолуховского) во фрактальном пространстве. При малых концентрациях пт Т-центров закон их дезактивации становится экспоненциальным nT(t) ~ ехр(-? / ), а временная зависимость сигнала ЗФ в начале процесса тогда практически полностью определяется функцией K(t\df). Величина K{t | df) выглядит так:

K(t | df) = K0r0-eS(r01 ¿^[Vgir.oLn, (11)

где - градиент радиальной функции распределения g(r,t) на по-

верхности фрактальной сферы S(r0\dj-)\ К(г) = к0г~в- скейлингов коэффициент диффузии. Радиальная функция распределения рассчитывалась из кинетического уравнения аналогичного (5) с дополнительным реакционным слагаемым характеризующим дистанционно-зависящую вероятностью Т-Т-аннигиляции:

U(r) = U0exp[-2(r-r0)/L], (12)

где L - линейный масштаб порядка боровского радиуса; г0 - радиус максимального сближения Т-центров.

Начальное условие учитывает коррелированное распределение Т-центров:

g(r,0) = ®(r-(Rs-r0)) г0<г< со, (13)

где - ферстеровский радиус реакции (1); ©(г - - г0)) - ступенчатая функция Хевисайда. Оценено влияние показателя аномальности блуждания (вх и в2), входящего в разные слагаемые кинетического уравнения (рис. 2):

от г дг дг~

(15)

3. Решалась задача, учитывающая кросс-аннигиляционный канал (4) убыли энергии электронного возбуждения Т-центров, распределенных по объемной фрактальной матрице. Построение математической модели в этом случае базировалось на основе функции gA(r,t) распределения ^^,(02) относительно системы Т-центров:

/

g^ (г, 0 = "г / РА (г, 1,1')Кг (Г')пт (О А', (16)

о

где /7Д (г, ¿,0" плотность вероятности обнаружить -возбуждение 02 на расстоянии г в момент времени /, если оно было образовано в точке г = 0 в момент времени .

О 10 20 30 40 50 Рис. 3. Кинетические кривые интенсивно- Рис. 4. Плотность вероятности сти кросс-аннигиляционной ЗФ, при раз- ( } дая 1А {0 ) при *. точка личных значениях фрактальной размер- 8

ности й?/ . тт = 760 мкс; тй =40 мкс; рождения -кислорода внутри

«0 =5х10,9см-3; пъ= 1.2хЮ19 см"3; слоя'

*д,х =2.4x10

-им2/с 2,(2+9).

Наблюдаемая величина, рассчитывалась путем интегрирования функ-

ции распределения gA(r,t) по фрактальному множеству с учетом начальных корреляционных зон в пространственном распределении Т-центров (рис. 3):

1ОР 0) = <рРТАпт(0К&(0х\- , (17)

где ©(г - /?5 ) - ступенчатая функция Хевисайда; <р - квантовый выход орга-нолюминофора в Б-состояние; РТА - вероятность протекания реакции (4); пт(()- концентрация триплетных центров к моменту времени КА{()-удельная бимолекулярная константа скорости аннигиляции.

4. В модели учитывающей десорбцию возбужденного 02 из фрактального слоя, наблюдаемый сигнал рассчитывался аналогично (17), с той лишь разницей, что функция gA(r,t) зависела от вероятности IV(1 - г) обнаружить частицу внутри фрактального слоя. Ее значение определялось через плотность вероятности g(z,t) обнаружить молекулу 02 в момент I в точке с координатой г, отсчитываемой от поверхности раздела вдоль нормали к ней, внутри поверхностного слоя толщиной Ъ:

= (18)

о

Детально сравнивались два различных канала стока возбуждений 'Дй( 02), и конкуренция между ними. Это проиллюстрировано на рис. 4, где построена функция g(z,t). Функция g(z,í) удовлетворяет фрактальному кинетическому уравнению:

Э 1 -df д

—g(z,t) = z ' — ot oz

K{z)zdf-

i д . ч 1 ôV(z) , oz kBl oz

(19)

где V(z) - потенциальное поле поверхности фрактала.

Численные расчеты показали, что вариация параметров рассматриваемых процессов приводит к существенному изменению характеристик наблюдаемых оптических сигналов люминесценции (сигнала фосфоресценции IPh «Phosphorescence», и сигнала замедленной аннигиляционной флуоресценции IDF «Delayed Fluorescence») (рис. 1-3).

В четвертой главе изучаются полимерные структуры как системы, обладающие специфическим внутренним строением. Проведены исследования фотопроцессов, протекающих посредством статического или динамического механизма переноса энергии электронного возбуждения. В первых двух параграфах этой главы рассматриваются особенности переноса энергии электронного возбуждения между донором и акцептором, при наличии кон-формационной подвижности звеньев полимерной цепи, находящихся в рас-

творах. Для случая сферически-симметричного распределения донорного окружения анализ базируется на численном решении уравнения Фокера-Планка с реакционным слагаемым, отвечающим за дистанционный перенос энергии. В другом типичном случае, когда сферическая симметрия не характерна для системы, выделенная степень свободы для конформационной координаты использовалась для построения альтернативной одномерной модели, реализованной в рамках теории возмущений. В том и другом случае был проведен учет конформационной подвижности макроцепи полимера (рис. 5).

1.0- \ . 1(1)/1(0) • о.з*о0 16.0

0.8- » ■ ■ • о.бчэ0 1.0*00 12.8

0.6- * > * • 9.6

0.4- • » . • . 64

0.2- * » * ■ . 3.2

0.0- МКС 1 --1-1-1— т ^ • ' » . ^ »- * 0.0

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Рис. 6. Зависимость константы скорости тушения фосфоресценции красителей от давления воздуха.

0 5 10 15 20 25 30 Рис. 5. Интенсивность люминесценции донора в зависимости от времени г при различных значениях коэффициента диффузии £> зонда в конфор-мационном потенциале. О0= 10"10 см /с

В третьем параграфе описаны экспериментальные исследования фотопроцессов в кислородопроницаемых многокомпонентных системах. В качестве матрицы активированной органолюминофорами использовался поливинил бутираль (ПВБ). Экспериментально исследовано влияние подвижного агента-переносчика энергии электронного возбуждения на люминесценцию люминофоров (эритрозин, эозин), находящихся в экранированных биополимерами пленках ПВБ. Экспериментально полученные данные сравниваются с теоретической моделью проникновения кислорода в экранированную среду. В результате был обнаружен эффект гистерезиса в скорости фотореакции при прямом и обратном потоке кислорода в экранированный полимер.

Обнаружено, что биополимер внедренный в структуру ПВБ, приводил к изменению его внутренней структуры, и как следствие, к снижению диффузионной способности кислорода. Этот факт виден из значительного

отличия константы скорости аннигиляции К(с~х) при давлениях воздуха близких к атмосферному для экранированных и не экранированных образцов (рис. 6).

Отдельно рассматривался статический донорно-акцепторный перенос энергии электронного возбуждения (рис. 7) между органическими компонентами (с эритрозина на антрацен или пирен) в структуре ПВБ. Из графиков зависимости сигнала замедленной флуоресценции 101, виден эффект

переноса энергии с эритрозина на антрацен, находящихся в структуре ПВБ.

I /1<0)

ОГ ОР

Отношение концентраций компонентов:

—■— п„

п

эр 1эр

Эр Пэр

эр

ПВБ

Зп_„

ПВБ

Г1

ПВБ ЗППВБ ППВБ

О

ПА ПА

ЗпА

Зп.

пЭр - концентрация эритрозина пд - концентрация антрацена п - концентрация ПВБ О 100 200 300 400 500 600 700

Рис. 7. График зависимости интенсивности 1йр / ЗФ красителя от времени I при различных концентрациях органических компонент.

В пятой главе приведены результаты теоретических и экспериментальных люминесцентно-оптических исследований полидисперсных структур и полимерных матриц с микровкраплениями пористого кремнезема, активированными молекулами органических красителей ксантеновой группы.

В случае статического реагирования люминофоров адсорбированных на стенках нано-размерных пор была разработана математическая модель, учитывающая трехчастичные корреляции Т-центров при их дистанционном реагировании.

1п(К(1)/К(0))-0т -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16

-К""(1) К<1)(Ц: -

к

ч

1

I, мкс

10

5*10" 1.0

10"

5*10" 0.9

0.8

——- • 0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

Образцы и регистрируемый сигнал - 10Р - силохром под экраном ПВБ 10Р - силохром в структуре ПВБ

- силохром на слое ПВБ

- силохром на слое ПВБ

0 200 400 600 800 1000 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Рис. 8. Временные зависимости Рис. 9. Экспериментальные зарегистри-удельных скоростей реакции при рованные светосуммы люминесценции различных значениях накачки п0. эритрозина. Образец: силохром, окрашенный эритрозином в структуре ПВБ,

, удельные скорости

реакции без и с учетом частичных корреляций.

в зависимости от давления воздуха.

трех-

Результаты, полученные в рамках данной модели (рис. 8), являются чувствительными к интенсивности первоначального дельта-им пульса возбуждающего активные центры (АГ(1)(^)), в отличие от моделей не учитывающих 3-частичные корреляции (АГ<0)(0).

Экспериментально исследованы дисперсные структуры с различной внутренней организацией, являющиеся системами с ограниченной геометрией. Анализировались процессы кросс-аннигиляции возбужденных состояний органических люминофоров с кислородом и процессы переноса энергии электронного возбуждения между органическими компонентами исследуемых образцов. Фото-инициация молекул эритрозина, которыми активировался силохром, приводила к качественно различным зависимостям сигналов I(0 и I ¡4,(1) от давления воздуха в системе (рис. 9).

Светосумма сигнала Е фосфоресценции постепенно уменьшается с ростом давления воздуха. Для экранированного слоем ПВБ силохрома имел место рост светосуммы во всем исследуемом диапазоне концентраций кислорода, тогда как в случае гранул силохрома равномерно распределенных по объему ПВБ, рост прекращался уже при 0.05 Атм.

1.0Н 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.40.3-

^ Рис. 10. Светосуммы сигналов

ЗФ эритрозина в порах Л/203,

| )— 1 экранированных и неэкраниро-

I 2 ванных монослоем ПАВ, в зави-

| симости от давления воздуха.

—' | 1 - неэкранированный образец;

| _____ ^ _^ 2 - экранированный образец.

Р, Па

0 200 400 600 800 1000 1200

Для плоских слоев анодированного алюминия, был обнаружен рост эффективности флуоресцентного канала убыли возбуждений (рис. 10) за счет уменьшения оттока 'Д8-возбуждений по причине экранирования анодированного слоя (ПАВ экран по технологии Ленгмюра-Блоджетт). В случае пор, заполненных макромолекулами полимеров, производилось качественное сравнение полученных экспериментальных кинетических кривых (рис. 11) с временными зависимостями, рассчитанными в рамках математической модели (рис. 12).

В аксиально-симметричном случае кинетическое уравнение с учетом рождения (3) и без учета последующей аннигиляции (4) возбуждений \( 02) выглядит следующим образом:

3 1

— п д (г, г, () =--и д (г, 2,0 + Од

5/ гд

1 а а а-'

--г— + —-

г дг дг Ог2

ид(г,г,/) +

02

Наблюдаемая величина интенсивности замедленной аннигиляционной флуоресценции строилась следующим образом:

л/.

(0 = ЪЪ\К(г,г,0«д (Г,2,/)2ЯП/Г& , (21) 00

где «д(г,г,0, «г (г, 2,/) - пространственные распределения концентраций синглетно-возбужденных молекул кислорода и триплетно-возбужденных органолюминофоров; Л - геометрические размеры поры; ^ - квантовый выход в Б-состояние; Р5 - вероятность рождения Б-состояния; г0 - радиус Т-02) аннигиляции; , - коэффициент микродиффузии возбужденного и невозбужденного 02; Од - эффективный коэффициент диффузии

0 10 20 30 40 50 60 Рис. 11. Временная зависимость сигнала ЗФ эритрозина адсорбированного лизоцимом в порах Л/2С>з, при различных значениях давления воздуха р (Па) над поверхностью анодированного слоя. Геометрические размеры пор в приготовленных образцах: Лв ~20нм; ¿-ЮООнм;

0 10 20 30 40 50 60 70

Рис. 12. Интенсивность аннигиляционной ЗФ эритрозина как функции времени I, при различных концентрациях кислорода пох.

Яр = 20 нм; = 1000 нм;

О* =2.4* 109см2/с; О* =2.4* 109см2/с; £>д=2.4*107см2/с;

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Построена теоретическая модель, позволяющая для люминесцентных сигналов учитывать информацию о флуктуациях в распределении квазичастиц реагентов по микрообъемам пористых структур.

2. Впервые произведен учет начальных пространственных корреляций в распределении взаимодействующих триплетных возбуждений во фракталах. Показана значимость учета высокоэффективных процессов синглет-синглетных взаимодействий для более адекватного последующего описания триплет-триплетного взаимодействия. Кроме того, рассмотрено влияние кислорода на люминесцентные процессы, протекающие во фрактальной объемной матрице с коррелированно распределенными люминофорами. Построена модель кросс-аннигиляции триплетных возбуждений с кислородом, корректно описывающая данный процесс.

3. Разработан ряд теоретических моделей для описания процессов десорбции из фрактального слоя. Наиболее реалистичной оказалась модель с учетом фрактальной, а не евклидовой десорбции.

4. Теоретически, в том числе и в рамках теории возмущений, показано, что конформационная подвижность макромолекул модулирует процесс переноса энергии электронного возбуждениях между донорно-акцепторными парами, высаженными на полимерной цепи в растворе.

5. Предложен, а также теоретически и экспериментально исследован, ряд методов модулирования чувствительности к кислороду фотоактивных матриц. Методы заключаются в экранировании или введении в исследуемый полимер молекул биополимеров. Обнаружен и исследован эффект гистере-зисной зависимости наблюдаемого сигнала от направления потока кислорода в экранированном полимере.

6. Обнаружен эффект тушения люминофоров ароматическими углеводородами в полимерных пленках и дисперсных наноструктурах. Выявлена резкая зависимость интенсивности фосфоресценции и аннигиляционной замедленной флуоресценции красителей от концентрации ароматических углеводородов. Наиболее ярко эффект тушения проявил себя для антрацена высаженного на окрашенный силохром С-80.

7. Показана важность учета трехчастичных корреляций при статической аннигиляции частиц-реагентов в полидисперсной наноструктуре. Новая модель позволила учесть зависимость скорости реакции аннигиляции от первоначального возбуждения системы.

8. Экспериментально зафиксировано увеличение сигнала кросс-аннигиляци-онной замедленной флуоресценции красителя с ростом концентрации кислорода. Выявлена нелинейная зависимость флуоресцентного и фосфоресцент-ного отклика исследуемых систем от концентрации кислорода.

9. Как практическое применение полученных результатов предложен метод определения концентрации кислорода в газовой фазе.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кучеренко М.Г., Игнатьев A.A., Жолудь А.А Люминесценция органических молекул, связанных с полимерными цепями в жидких растворах: кинетика переноса энергии к тушителям и квантовый выход свечения, управляемые конформационными переходами // Вестник ОГУ. 2004. -№ 4. -С. 121-131

2. Кучеренко М.Г., Игнатьев A.A., Жолудь A.A. Учет конформационной подвижности макромолекул при анализе сигналов люминесценции зондов // Биофизика. 2006. -Т. 51. -№. 1. -С. 44-56

3. Игнатьев A.A. Кинетика фотопроцессов во фракталах с учетом десорбции кислорода // Сборник научных трудов аспирантов и студентов физ. мат. факультета «Современные проблемы математики, физики и информатики». Оренбург: Издательство ОГУ. 2005. -С. 64-71

4. Кучеренко М.Г., Игнатьев A.A. Кинетика диффузионно-зависимой аннигиляции квазичастиц на фракталах в условиях их коррелированного начального распределения // Электронный журнал «Исследовано в России». 2006. http://zhurnal .аре .relarn.ru/

5. Морковкин В.А., Игнатьев A.A., Жолудь A.A. Исследование фотопроцессов протекающих в кислородопроницаемых полимерных матрицах // Сб. статей молодых ученых «Перспектива». Оренбург. ОГУ. 2005. -№ 7. -С. 193-200

6. Кучеренко М.Г., Чмерева Т.М., Гуньков В.В., Игнатьев A.A. Зеркально-симметричная схема приповерхностных реакций: подвижный молекулярный агент и экситон - как его "изображение" // Сб. материалов всероссийской научно-практической конференции «Вызовы XXI века и образование». Оренбург: ОГУ. 2006. -С. 27-34

7. Кучеренко М.Г., Игнатьев A.A., Жолудь A.A., Человечков В.В., Чмерева Т.М., Гуньков В.В. Кинетика кислородных фотореакций в структурах адсорбированных макроцепей // Сб. материалов всероссийской научно-практической конференции "Вызовы XXI века и образование". Оренбург: ОГУ. 2006. -С. 41-48

8. Игнатьев A.A., Жолудь A.A. Экспериментальные методы регистрации сигналов люминесценции органических красителей в синтетических полимерах при различных концентрациях кислорода // Сб. тез. докл. тр. всерос. конф. «ВНКСФ-11». Екатеринбург: Институт электроники УрО РАН Свердловское отделение Объединенного Физического Общества Российской Федерации: 2005.-С. 318-319

9. Игнатьев A.A., Жолудь A.A. Когерентно-резонансные методы исследования характеристик органических систем в синтетических полимерах при различных концентрациях кислорода // Сб. тезисов докладов тр. всерос. конф. «ВНКСФ-11». Екатеринбург: Институт электроники УрО РАН Свердловское отделение Объединенного Физического Общества Российской Федерации: 2005.-С. 319

10. Жолудь A.A. Игнатьев A.A. Оптические методы исследования полимеров

и многокомпонентных систем // Сб. тезисов докладов международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005». Москва: МГУ. 2005 -С. 179

11. Игнатьев A.A., Жолудь A.A. Бесконтактные оптические методы исследования концентрации кислорода в различных средах // Сб. тезисов докладов региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Оренбург: ОГУ. 2005. -С. 208-209

12. Кучеренко М.Г., Гуньков В.В., Игнатьев A.A., Человечков В.В., Чмерева Т.М. Реакции электронно-возбужденных молекул на структурированных поверхностях твердых сорбентов // Тез. докл. третьей между народ, научной конфер. «Фундаментальные проблемы физики». Казань: КГУ. 2005. -С. 62

13. Игнатьев A.A. Кинетика кросс-аннигиляции квазичастиц на фракталах в условиях их коррелированного начального распределения // Материалы региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Оренбургской области. Часть 2. Оренбург: ОГУ. 2004. -С. 27-29

14. Игнатьев A.A., Жолудь A.A. Оцифровка сигналов с экрана аналогового осциллографа // Труды всероссийской научно-практической конференции «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике». Оренбург: ОГУ. 2004. -С. 99-101

15. Кучеренко М.Г., Степанов В.Н., Жолудь A.A., Игнатьев A.A. Люминесцентный мониторинг конформационной подвижности белков посредством композитного бимолекулярного зонда // Сб. тезисов докладов III Съезда биофизиков России. Воронеж: ИПФ «Воронеж». 2004. -Т. 1. -С. 61-63

16. Игнатьев A.A. Кинетика тушения возбужденных центров при стохастическом движении в поле параболического потенциала в рамках теории возмущений // Материалы региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Оренбург: ОГУ. 2003. -С. 31-33

17. Кучеренко М.Г., Сидоров A.B., Игнатьев A.A. Перенос энергии электронного возбуждения в случайно-неоднородных средах и наноструктурах // Труды международной конференции «Физические исследования электронных материалов». Калуга. 2002. -С. 186-187

18. Кучеренко М.Г., Сидоров A.B., Игнатьев A.A. Флуктуационная кинетика фотореакций в системе перколяционно - связанных наноячеек пористого оксида алюминия и силохрома // Сборник тезисов докладов второго Международного междисципл. симпозиума «Фракталы и прикл. синергетика». 2001. М.: МГУ. -С. 167-169

19. Кучеренко М.Г., Игнатьев A.A. Кинетика диффузионно-контролируемых и диффузионно-ускоренных реакций аннигиляции частиц на фракталах в условиях коррелированного начального распределения // Сборник тезисов докладов второго международного междисципл. симпозиума «Фракталы и прикл. синергетика». 2001. М.: МГУ. -С. 157-159

Лицензия № ЛР020716 от 02.11.98

Подписано в печать 17.03.2006 г. Формат 60x84 . Бумага писчая. Усл. печ. листов 1,0. Тираж 100. Заказ 189.

ИПК ГОУ ОГУ 460352 г. Оренбург ГСП пр. Победы, 13 Государственное образовательное учреждение «Оренбургский государственный университет»

¿OOéA

í- 93 19

Введение

1. Особенности физических процессов, протекающих в 10 структурах с ограниченной геометрией

1.1 Особенности протекания процессов во фрактальных 10 структурах

1.2 Исследование полимерных матриц как структур с 33 ограниченной геометрией

1.3 Кинетика фотопроцессов в полидисперсных 47 наноструктурах

2. Описание экспериментальных установок для исследования 59 систем с ограниченной геометрией, их характеристики и способы приготовления

2.1 Экспериментальные исследования пористых, 59 полидисперсных, полимерных структур и их комплексов

2.2 Экспериментальные образцы как структуры с 68 ограниченной геометрией

2.3 Теоретические исследования систем с ограниченной 71 геометрией и методы обработки экспериментальных результатов

3. Исследование фотопроцессов протекающих во фрактальных 77 структурах

3.1 Флуктуационная кинетика фотореакций в системе 78 перколяционно-связанных наноячеек

3.2 Исследование кинетики диффузионно-контролируемых и 89 диффузионно-ускоренных реакций аннигиляции на фракталах в условиях коррелированного начального распределения

3.3 Кинетика кросс-аннигиляции с участием Ог во 104 фрактальной объемной матрице

3.4 Кинетика фотопроцессов во фрактальном слое с учетом 110 десорбции молекул Ог

4. Оптический мониторинг многокомпонентных полимерных 131 матриц как систем с ограниченной геометрией

4.1 Люминесцентное исследование конформационной подвижности макромолекул в донорно-акцепторном переносе энергии при симметричном радиальном окружении донора

4.2 Кинетика люминесцентного тушения возбужденных 142 центров при одномерных торсионных конформациях в рамках теории возмущений

4.3 Оптическое исследование процессов статического и 158 динамического переноса энергии электронного возбуждения в полимерных матрицах

5. Люминесцентное исследование фотопроцессов в полидисперсных структурах

5.1 Исследование кинетики статической аннигиляции 168 квазичастиц в полидисперсной наноструктуре

5.2 Люминесцентное исследование фотопроцессов 176 протекающих в полидисперсных матрицах силохрома и анодированного алюминия

5.3 Изучение кросс-аннигиляционной флуоресценции с 187 участием 02 в порах анодированного алюминия заполненных макромолекулами

Актуальность исследований

Если система обладает малым геометрическим объемом, в котором протекают фотореакции, то интерпретация экспериментов не может быть основана на классических уравнениях формальной кинетики. В таких системах реакция не может рассматриваться как процесс, протекающий в бесконечном объеме с постоянной средней плотностью реагентов. Подобные системы известны как системы с ограниченной геометрией. Среди них в данной диссертационной работе рассматриваются иррегулярные фрактальные множества, объемные и плоские полидисперсные структуры, многокомпонентные полимерные матрицы. Общим для них является то, что собственный объем реагентов сопоставим с объемом микрореактора, в котором протекает процесс. Каждый такой микрореактор включает в себя лишь небольшое число реагирующих молекул. Перечисленные особенности приводят к необходимости достаточного подробного теоретического и экспериментального изучения подобных структур.

Большое внимание в настоящее время уделяется вопросам создания различного рода датчиков молекулярного кислорода, чувствительными элементами которых являются дисперсные и полимерные матрицы. Одной из важнейших задач здесь является изучение свойств и чувствительности такого рода систем к концентрации 02. Сложность в описании происходящих в дисперсных системах фотопроцессов заключается в необходимости одновременного учета граничных и флуктуационных эффектов. Целью работы является исследование кинетики молекулярных фотопроцессов в дисперсных структурах и системах с пониженной размерностью. В частности:

1. Разработка математических моделей для корректного описания кинетики процессов в дисперсных системах, с наноразмерными порами, активированных органолюминофорами.

2. Теоретическое исследование фотопроцессов во фрактальных системах, происходящих с участием электронно-возбужденных состояний оптических зондов и молекулярным кислородом.

3. Экспериментальное исследование фотопроцессов в многокомпонентных структурах, активированных органическими красителями. Изучение влияния молекулярного кислорода и ароматических углеводородов на кинетику фотореакций в таких системах.

4. Разработка экспериментальных способов целенаправленного изменения эффективности определенного канала стока возбуждений - в зависимости от целей, преследуемых в практических приложениях. Поиск тех параметров и условий, варьирование которыми позволит усилить один канал фотореакции за счет другого.

Экспериментальные исследования и построение математических моделей для процессов протекающих в указанных системах, а также сравнение некоторых экспериментальных результатов с теоретическими составил предмет настоящего исследования. Методы исследования

Основу методов исследований экспериментальной части работы составила лазерная кинетическая спектроскопия. Исследование кинетики фотопроцессов с участием люминофоров в системах с ограниченной геометрией проводилась на автоматизированной лазерной спектрально-кинетической установке. Регистрируемыми сигналами являлись сигналы фосфоресценции, замедленной флуоресценции (ЗФ) и наведенного лазерного поглощения. Теоретические способы основывались на численном и аналитическом решении систем нелинейных кинетических уравнений. Научная новизна работы.

Оригинальные результаты, полученные автором, состоят в следующем: 1. Произведен теоретический анализ флуктуационных эффектов в кинетике фотореакций, протекающих в пористых средах, а также проанализированы корреляционные эффекты, и их влияние на аннигиляционные реакции между односортными и разносортными квазичастицами (электронно-возбужденными молекулами) во фракталах.

2. Всесторонне исследовано влияние десорбции молекулярного кислорода из фрактального слоя на кинетику фотореакции, разворачивающейся в шероховатых поверхностях.

3. Произведен учет конформационной подвижности макромолекул в донор-но-акцепторном переносе энергии в полимерных растворах при радиально-симметричном распределении доноров и в рамках теории возмущений - при одномерных торсионных конформациях.

4. Проанализирована роль кислорода в фотореакциях, протекающих в многокомпонентных полимерных матрицах, экспериментально обнаружен и теоретически исследован эффект гистерезисной зависимости наблюдаемого сигнала от направления потока кислорода в многослойном полимере. Кроме того, зафиксировано изменение чувствительности образцов к концентрациям кислорода при добавлении в их структуру биополимеров, а также оценены величины эффектов тушения люминофоров ароматическими углеводородами при отсутствии кислорода.

5. Произведен учет трехчастичных корреляций при статической аннигиляции в полидисперсной наноструктуре, при этом обнаружена зависимость скорости реакции аннигиляции от первоначального возбуждения системы, т.е. от накачки.

6. Экспериментально исследованы процесс кросс-аннигиляции с кислородом в окрашенных полидисперсных наноструктурах - силохроме и анодированном алюминии. Для активированного красителями силохрома был обнаружен эффект полного тушения люминесценции ароматическими углеводородами, а для экранированного монослоем ПАВ окрашенного анодированного алюминия обнаружен эффект роста флуоресцентного выхода, и для случая с внедренными в его поры макромолекулами полимеров построена модель, адекватно описывающая проведенные эксперименты.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Экспериментальные и теоретические результаты, полученные в этой работе, могут быть использованы в различных областях науки и технологиях. Так, полимерные матрицы, активированные сложными молекулами, имеют потенциальные возможности практического применения. Например, для исследований в области гетерогенной фотохимии и химии возбужденных состояний. Миграция энергии электронного возбуждения в рассматриваемых матрицах может быть использована в зависимости от целей, для достижения которых предназначаются разрабатываемые материалы.

2. Большинство из полученных результатов нацелено на создание оптического датчика молекулярного кислорода в газовой фазе, где в качестве активной среды будут применяться структуры с ограниченной геометрией. Особый интерес здесь представляет возможность измерений в разных диапазонах концентраций кислорода. Модулирование различными способами чувствительности активной среды такого датчика позволит сделать измерительную систему более гибкой.

3. Теоретический анализ фотопроцессов в системах с ограниченной геометрией (например: диффузионные процессы кросс-аннигиляции во фракталах, процессы статической аннигиляции в нанопорах и тушение промодулиро-ванное конформационной подвижностью полимерных звеньев) позволил прогнозировать достаточно сложные закономерности, наблюдаемые в экспериментах. Кроме того, полученные теоретические и экспериментальные знания о свойствах тех или иных структур не исключают возможность их использования и для других направлений исследований.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Наиболее адекватное описание кинетики процессов в структурах с микрополостями нанометрового размера необходимо строить в рамках RG*-теории. При изучении кинетики процессов в таких системах необходимо учитывать флуктуационное распределение реагентов по микрообъемам пор.

RG - от англ. Restricted geometry - ограниченная геометрия.

Достаточно реалистичное описание статической аннигиляции реагентов внутри поры достигается при учете трехчастичных корреляций.

2. Для структур с ярко выраженными скейлинговыми характеристиками построение модели должно производиться в рамках фрактальной теории, с учетом пространственных корреляций реагентов, а также «фрактальной» десорбции из рассматриваемой системы.

3. Кинетика тушения люминесценции полимерных растворов с донор-акцепторными парами, адсорбированными на макроцепях, модулируется конформационной подвижностью макромолекулярных цепей.

4. Микроскопическая организация и геометрическая специфичность структуры кислородопроницаемых полимеров, оксидных пленок анодированного алюминия и пористых кремнеземов оказывает существенное влияние на кинетику фотопроцессов с участием молекулярного кислорода, протекающих в таких системах.

Личный вклад соискателя

Основные результаты диссертационной работы получены автором самостоятельно. Общая постановка проблемы, выбор направления исследований осуществлялось под руководством научного руководителя - профессора, д.ф.-м.н. М.Г. Кучеренко. Автору принадлежит выполнение вышеуказанных задач исследования, получение основных результатов и их интерпретация. Ряд работ выполнено совместно с Жолудь А.А. В проведении экспериментов оказывал содействие Человечков В.В. Включенный в диссертацию материал отражает личный вклад автора в выполненных исследованиях. Автор выражает свою глубокую благодарность всем перечисленным коллегам за плодотворное сотрудничество и помощь в выполнении работы. Особую благодарность автор выражает своему научному руководителю, за неоценимую помощь и внимание к работе, и предоставленную возможность ее написания. Я также признателен всем сотрудникам Центра лазерной и информационной биофизики и кафедры радиофизики и электроники при Оренбургского государственного университета, за интересные и плодотворные дискуссии.

Публикации

Основные результаты исследований опубликованы в 19 печатных работах

163-167,168-181].

Апробация работы

Результаты диссертации обсуждались с коллегами из других городов на конференциях и были опубликованы в тезисах докладов [168-181]. Основные результаты были опубликованы в журналах [163-167]. Научную и практическую значимость работы подтверждает поддержка грантами следующих фундаментальных и прикладных проектов: «Лазероиндуцированные процессы с участием синглетного кислорода и адсорбированных люминофоров в пористых наноструктурах» (Е02-3.2-339), «Кинетика бимолекулярных фотореакций на поверхности раздела фаз, в монослоях и пленках, наноструктурах и фрактальных системах» (01.2001 15700), «Разработка и создание лабораторного образца люминесцентно-оптического измерителя концентрации молекулярного кислорода в качестве датчика-модуля технологического процесса и сенсора синглетного кислорода - для биомедицинских применений» (0403-97513), одним из исполнителей которых является автор диссертации.

Основные результаты и выводы

1. Построена теоретическая модель, позволяющая для люминесцентных сигналов учитывать информацию о флуктуациях в распределении квазичастиц реагентов по микрообъемам пористых структур.

2. Впервые произведен учет начальных пространственных корреляций в распределении взаимодействующих триплетных возбуждений во фракталах. Показана значимость учета высокоэффективных процессов синглет-синглетных взаимодействий для более адекватного последующего описания триплет-триплетного взаимодействия. Кроме того, рассмотрено влияние кислорода на люминесцентные процессы, протекающие во фрактальной объемной матрице с коррелированно распределенными люминофорами. Построена модель кросс-аннигиляции триплетных возбуждений с кислородом, корректно описывающая данный процесс.

3. Разработан ряд теоретических моделей для описания процессов десорбции из фрактального слоя. Наиболее реалистичной оказалась модель с учетом фрактальной, а не евклидовой десорбции.

4. Теоретически, в том числе и в рамках теории возмущений, показано, что конформационная подвижность макромолекул модулирует процесс переноса энергии электронного возбуждениях между донорно-акцепторными парами, высаженными на полимерной цепи в растворе.

5. Предложен, а также теоретически и экспериментально исследован, ряд методов модулирования чувствительности к кислороду фотоактивных матриц. Методы заключаются в экранировании или введении в исследуемый полимер молекул биополимеров. Обнаружен и исследован эффект гистерезисной зависимости наблюдаемого сигнала от направления потока кислорода в экранированном полимере.

6. Обнаружен эффект тушения люминофоров ароматическими углеводородами в полимерных пленках и дисперсных наноструктурах. Выявлена резкая зависимость интенсивности фосфоресценции и аннигиляционной замедленной флуоресценции красителей от концентрации ароматических углеводородов. Наиболее ярко эффект тушения проявил себя для антрацена высаженного на окрашенный силохром С-80.

7. Показана важность учета трехчастичных корреляций при статической аннигиляции частиц-реагентов в полидисперсной наноструктуре. Новая модель позволила учесть зависимость скорости реакции аннигиляции от первоначального возбуждения системы.

8. Экспериментально зафиксировано увеличение сигнала кросс-аннигиляционной замедленной флуоресценции красителя с ростом концентрации кислорода. Выявлена нелинейная зависимость флуоресцентного и фосфоресцент-ного отклика исследуемых систем от концентрации кислорода.

9. Как практическое применение полученных результатов предложен метод определения концентрации кислорода в газовой фазе.

Приношу искреннюю благодарность моему научному руководителю доктору физико-математических наук, профессору М.Г. Кучеренко, за неоценимую помощь и большое внимание, оказанное к работе. Я также признателен всем сотрудникам Центра лазерной и информационной биофизики и кафедры Радиофизики и электроники при Оренбургском Государственном Университете, за интересные и плодотворные дискуссии.

1. Кучеренко М.Г. Кинетика нелинейных фотопроцессов в конденсированных молекулярных системах. Оренбург: ОГУ. 1997. -386с.

2. Хайрутдинов Р.Ф., Рубцова Н.А. Границы применимости классических уравнений химической кинетики для описания процессов на поверхности наночастиц // Химическая физика. 1998. -Т. 17. № 6. -С. 108-116

3. Соколов И.М. Размерности и другие геометрические критические показатели в теории протекания // Усп. Физ. Наук. 1986. -Т. 150. № 10. -С. 221-225

4. Kopelman R. Fractal-like exciton dynamics: geometrical and energetical disorder // Proceedings of 6th International Symposium on "Fractals in Physics", Elsevier, Amsterdam. 1986. -P. 369-371

5. Кучеренко М.Г. К вопросу о кинетике молекулярной десорбции. // Вестник ОГУ. 2002. -№ 5. с. 92-97

6. Кучеренко М.Г, Гуньков В.В, Чмерева Т.М. Кинетика кислород-зависящих фотореакций в мономолекулярном слое Ленгмюра-Блоджетт // Вестник ОГУ 2002. -№ 3. -С. 159-165

7. Кучеренко М.Г., Чмерева Т.М., Гуньков В.В. Влияние индуцированной фононами десорбции молекул кислорода с поверхности твердого тела на кинетику люминесценции адсорбатов // Оптика и спектр. 2006. -Т. 100. -№1. -С. 82-87

8. Bluemen. A., Zumofen G., Klafter J. Anomalous diffusion: new extensions of ctrw-methods // Journal of Luminescence. 1990. -V. 45. -P. 90-92

9. Дыхне A.M., Кондратенко П.С., Матвеев JI.В. Перенос примеси в пер-коляционных средах // Письма в ЖЕТФ. 2004. -Т. 80. -№ 6. -С. 464-467

10. Broeck С. Van Den. Random walks on fractals // Physical review A. 1990. -V. 42.-N. 2.-P. 57-64

11. Levinson E. Monte Carlo studies of crumpling for Sierpinski gaskets // Physical review A. 1991. -V. 43. -N. 10. -P. 5233-5239

12. O'Shanshnessy В., Procaccia I. Diffusion on fractals. // Physical review A. 1985. -V. 32. -N. 5. -P. 3073-3083

13. Jayanth R. Banavar, Jorge F. Willemsen. Probability density for diffusion on fractals // Physical review B. 1984. -V. 30. -N. 11. -P. 6778-6779

14. Vojta G. Stochastic process of fractal dimensionality // Physical review A. 1990. -V. 42. -N.2.-P. 107-112

15. Joseph P. Straley. Random walks in percolating networks with two jump frequencies//Physical review B. 1990. -V. 41. -N. 13. -P. 9340-9344

16. Lopez-quintela M. A., Togo C., Bujan-nunez M. C. 'Slow-down' of diffusion coefficient in finite Brownian motion // Molecular Physics. 1991. -V. 74. -N. 4. -P. 785-793

17. Giacometti A., Martian A. Anomalous diffusion in presence of boundary conditions //J. Phys. 1990. -V. 51. -N. 13. -P. 1387-1402

18. Соколов И.М. Кинетика накопления и рекомбинации возбуждений во фрактальных системах // Москва: Физический институт им. П.Н. Лебедева Академии наук СССР. 1988. -С. 71-74

19. Havlin S., Kopelman R., Schoonover R., Weiss G. H. Diffusive motion in a fractal medium in the presence of a trap // Physical review A. 1991. -V. 43. -N. 10. -C. 5228-5232

20. Berezhkovskii A. M., Makhnovskii Yu. A., Suris R. A., Bogachev L. V., Molchanov S.A. Trap correlation influence on Brownian particle death. One-dimensional case // Physical Letters A. 1991. -V. 161. -N. 2. -P. 114117

21. Burlatsy S. F., Chernoutsan A.I., Rybalchenko I.V. Asymptotics of random walk displacement in a percolation system under threshold // Physics Letters A. 1991.-V.3.-N. 5.-P. 147-152

22. Martin H. О., Albano Е. V. Diffusion on two-dimensional percolation clusters with multifractal jump probabilities // Zeitschrifi fur Physik В Condensed Matter. 1990. -V. 8. -N. 1. -P. 147-152

23. Jian-Cheng L. Symmetry between diffusion-limited coagulation and annihilation//Physical review A. 1991. -V. 43. -N. 10. -P. 5714-5716

24. Lindenberg K., West B. J., Kopelman R. Diffusion-limited A+B—>0 reaction: Correlated initial condition // Physical review A. 1990. -V. 42. -N. 2. -P. 890-894

25. Wen-Shyan S., Lindberg K., Kopelman R. Scaling properties of diffusion-limited reactions // Physical review A. 1990. -V. 42. -N. 4. -P. 2279-2283

26. Schnorer H., Kuzovkov V., Blumen A. Segregation in Annihilation Reactions without Diffusion: Analysis of Correlations // Physical review letters. 1989. -V. 63. -N. 7. -P. 805-808

27. Argyrakis P. Fractal character of chemical reactions in disordered media. // Conference on New Theoretical Concepts in Physical Chemistry Fractals, Quasicrystals, Chaos, Knots and Algebraic Quantum Mechanic. Italy Maratea: 1988. -P. 53-64

28. Oshanin G.S., Ovchinnikov A.A., Burlatsky S.F. Fluctuation-induced kinetics of reversible reactions // J. Phys. A: Math. Gen. 1989. -V. 22. -P. 977982

29. Кучеренко М.Г. Флуктуационная кинетика фотореакций в системе перколяционно-связанных наноячеек. // Вестник ОГУ. 2001. -№ 2. -С. 89-95

30. Barzykin A.V., Tachiya М. Luminescence Quenching in Micellar Clusters as a Random Walk Problem // Physical Review Letters. -V. 73. -N. 25. -P. 3479-3482

31. Кучеренко М.Г. Динамика флуктуаций числа молекул в наноячейках и кинетика реакций в дисперсных средах // Вестник ОГУ. 2000. -№ 2. -С. 57-64

32. Blumen A., Zumofen G., Klaflter J. Fractal concept in reaction kinetics // Fractals, Quasicrystals, Chaos, Knots and Algebraic Quantum Mechanics. 1988.-P. 21-52

33. Anacker L.W. Klymko P.W. Kopelman R. Luminescent fractal reactions: Fusion on percolation clusters // J. Luminescence. 1984. -V. 31. -P. 648-650

34. Соколов И.М., Витухновский А.Г., Питель Б.Л. Триплет-триплетная аннигиляция во фрактальных системах // Динамика триплетных возбуждений в молекулярных кристаллах. Киев: Наукова думка. 1989. -С. 813

35. Alexander S., Orbach R. Density of states on fractals: "fractons" // J. Phys. Lett. 1982. -V. 43. -N. 17. -P. 1623-1631

36. Smoluchowski M.v., Physik Z. Mathematical theory of the kinetics of the coagulation of colloidal solutions //Z. Physik. Chem. 1917. -V. 92 -P. 129

37. Biman В., Graham R.F., David W.O. Theory of electronic relaxation in solution in the absence of an activation barrier // J. Chem. Phys., 1983. -V. 78. -N. 12. -P. 7375-7385

38. David L.A., Brad S.S. Resonant excitation transfer: A quantum electrody-namical study //J. Chem. Phys. 1987. -V. 86. -N. 7. -P. 4011-4017

39. Chamati H., Tonchev N.S. Critical behavior of systems with long-range interaction in restricted geometry // Mod. Phys. Letters B. 2003. -V. 17. -P. 1187

40. Butler P.R., Piling M.J. Long range mechanism for the temperature dependence of the ratio of delayed monomer and delayed excimer fluorescence following triplet-triplet annihilation in liquids // J. Chem. Soc. Faraday II. 1977 -V.73.-P. 886-894

41. Кучеренко М.Г. О кинетике реакции синглетного кислорода с неподвижными сенсибилизаторами // Химическая физика. 2001. -Т. 20. -№ 3. -С. 31-36

42. Kenner R.D., Khan A.V. Singlet molecular oxygen annihilation luminescence in polymers // J. Chem. Phys. 1977. -V. 67. -N. 4. -P. 1605-1613

43. Кецле Г.А., Кучеренко М.Г., Якупов P.M. Кинетика многослойной люминесценции красителей в кислородопроницаемых полимерах // Опт. и спектр. 1989. -Т. 67. -№ 5. -С. 1090-1094

44. Кучеренко М.Г. Процессы с участием электронно-возбужденных молекул. Оренбург: ОГУ. 2000. -60 с.

45. Мосолов А.Б. О кинетике диффузионно-контролируемых процессов на фракталах. // ЖЭТФ. 1991. -Т. 99. -№ 1. -С. 295-299

46. Freeman D.L., Doll J.D. The influence of diffusion on surface reaction kinetics // J. Chem. Phys. 1983. -V. 78. -N. 10. -P. 6002-6009

47. Кучеренко М.Г., Чмерева T.M. Индуцированная колебательными переходами десорбция возбужденных молекул кислорода из поверхностного монослоя // Вестник ОГУ. 2001. -№ 1(7). -С. 46-51

48. Чмерева Т.М., Кучеренко М.Г., Гуньков В.В. Кинетика люминесценции адсорбатов, промодулированная десорбцией молекул кислорода из поверхностного монослоя // Оптический журнал. 2002. -Т. 69. -№ 7. -С. 5-9

49. Дой М., Эдварде. С. Динамическая теория полимеров. Москва: Наука. 1999. -798с.

50. Гуськова Р. А., Федоров Г.Е., Белевич Н.П., Ахобадзе В.В., Иванов И.И. Влияние липидных монослоев на диффузию кислорода через границу раздела воздух/вода // Биофизика. 2000. -Т. 45. -№ 4. -С. 654-659

51. Чмель А.Е., Семенов А.Д., Смирнов А.Н., Шашкин B.C. Проявление в рамановском спектре фрактальной геометрии трещины в стекле // Физика твердого тела. 1999. -Т. 41. -№ 6. -С. 1030-1034

52. Сморгонская Э.А., Кютт Р.Н., Гордеев С.К., Гречинская А.В., Кукушкина Ю.А., Данишевский A.M. О фрактальном характере структуры нанопористого углерода, полученного из карбидных материалов // Физика твердого тела. 2000. -Т. 42. -№ 6. -С. 1141-1146

53. Кузьмин Ю.И. Резистивное состояние сверхпроводящих структур с фрактальными кластерами нормальной фазы // Физика твердого тела. 2001. -Т. 43. -№ 7. -С. 1157-1164

54. Золотухин И.В., Спицина С.В., Янченко Л.И., Короткое Л.Н. Получение, структура и диэлектрические свойства фрактальных агрегатов КН2Р04 // Физика твердого тела. 1999. -Т. 41. -№ 11. -С. 2059-2061

55. Новиков В.В., Wojciechowski K.W. Отрицательный коэффициент Пуассона фрактальных структур // Физика твердого тела. 1999. -Т. 41. -№ 12.-С. 2147-2153

56. Шур В.Я., Ломакин Г.Г., Куминов В.П., Пелегов Д.В., Белоглазов С.С., Словиковский С.В., Соркин И.Л. Кинетика фрактальных кластер в ре-лаксорной PLZT-керамике // Физика твердого тела. 1999. -Т. 41. -№ 3. -С. 505-509

57. Золотухин И.В., Соколов Ю.В., Иевлев В.П. Структура, внутреннее трение и модуль упругости фрактального углеродного депозита // Физика твердого тела. 1998. -Т. 40. -№ 3. -С. 584-586

58. Булярский С.В., Светухин В.В., Агафонова О.В., Гришин А.Г., Ильин П.А. Ост фрактальных кластеров лития в германии // Физика и техника полупроводников. 2001. -Т. 35. -№ 8. -С. 897-899

59. Федер Е. Фракталы. Москва: Мир. 1991. -254с.

60. Божокин С.В., Паршин Д.А. Фракталы и мультифракталы. Москва. 2001.-131с.

61. Кроновер P.M. Фракталы и хаос в динамических системах / Introduction to Fractal and Chaos. Москва: Постмаркет, 2000. -352c.

62. Falconer К. Fractal Geometry. Mathematical Foundation and Applications. Second Edition // UK: University of St Andrews. 2003. -330p.

63. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. Москва: Институт компьютерных исследований. 2002. -656с.

64. Морозов А.Д. Введение в теорию фракталов. Москва-Ижевск: институт компьютерных исследований. 2002. -160с.

65. Viczek Т. Fractal Growth Phenomena. Singapore, New Jersey, London, New York: World Scientific. 1989. -355p.

66. Смирнов Б.М. Явление роста фрактальных систем // УФН. 1989. -Т. 159. -№2. -С. 391-393

67. Кучеренко М.Г., Степанов В.Н. Экситонные процессы в полимерных цепях // Оренбург: ОГУ. 2005. -160с.

68. Козлов Г.В., Новиков В.У. Синергетика и фрактальный анализ сетчатых полимеров. Москва: Классика. 1998. -112с.

69. Афаунова З.И., Козлов Г.В., Бажева Р.Ч. Прогнозирование температуры стеклования полиуретанарилатов, полученных разными способами поликонденсации // Электронный журнал «Исследовано в России», 2001, http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/073.pdf

70. Козлов Г.В., Афаунова З.И., Заиков Г.Е. Описание квазиравновесного состояния структуры полимеров в рамках модели диффузионно-ограниченной агрегации // Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ». 2003. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/042.pdf

71. Алоев В.З., Козлов Г.В., Афаунова З.И. Теоретическая оценка критических параметров при кристаллизации ориентированных сшитых полимеров // Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ». 2000. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2000/075.pdf

72. Новиков В.У., Козлов Г.В. Фрактальный анализ макромолекул // Успехи химии. 2000. -Т. 69. -С. 378-399

73. Сандитов Д.С. Нелинейные эффекты в кинетике разрушения // Ленинград: ФТИ АН СССР. 1988. -С. 140-149

74. Агранович В.М., Хоштассер P.M. Спектроскопия и динамика возбуждений в конденсированных молекулярных системах // Москва: Наука. 1987. -С. 61-91

75. Багнич С.А., Дорохин А.В. Перколяция триплетных возбуждений сложных молекул в полимерной матрице. Минск: Институт физики АН Беларуси. 1991.-41с.

76. Багнич С.А. Влияние микроструктуры твердого хризена на кинетику триплет-триплетной аннигиляции // Оптика и спектроскопия. 1999. -Т. 86. -№ 3. -С. 449-453

77. Багнич С.А., Дорохин А.В. Миграция энергии по триплетным уровням бензофенона в полиметилметакрилате // Физика Твердого Тела. 1991. -Т. 33. -№ 5. -С.1382-1386

78. Багнич С.А., Дорохин А.В. Кинетика затухания длительной люминесценции хризена в полидисперсной матрице // Сб. ст. межд. конф. «Современные проблемы спектроскопии, лазерной физики и плазмы» Минск: 1989. -С. 11-14

79. Багнич С.А., Дорохин А.В. Миграция триплетного возбуждения в твердом растворе диацетила в полиметилметакрилате // Сб. ст. межд. конф. «Лазеры и оптическая нелинейность» Минск: 1989. -С. 169-172

80. Борисевич Н.А. Багнич С.А., Дорохин А.В. Фрактальные свойства длительной люминесценции хризена и полистероле // Оптика и спектр. 1990. -Т. 69.-№1.-С. 102-106

81. Борисевич Н.А. Багнич С.А., Дорохин А.В. Перколяционный характер миграции триплетного возбуждения в твердом растворе диацетила вполиметилметкарилате // Оптика и спектр. 1990. -Т. 69. -№ 2. -С. 383388.

82. Багиич С.А., Дорохии С.А. Фрактальный характер тушения фосфоресценции диацетила примесью в полиметилметакрилате // Оптика и спектр. 1990. -Т. 69. -№ 6. -С. 1404-1406

83. Багнич С.А., Дорохин А.В. Миграция энергии электронного возбуждения в гетерогенных средах в условиях неоднородного уширения уровней //Журнал. Прикл. Спектр. 1991. -Т. 54. -№ 6. -С. 919-922

84. Багнич С.А., Дорохин А.В., Перушкевич П.П. Влияние температуры на миграцию энергии по триплетным уровням бензофенона в полиметилметакрилате // Физика Твердого Тела. 1992. -Т. 34. -№ 2. -С. 504-508

85. Багнич С.А., Дорохин А.В., Перушкевич П.П. Критические индексы для кластеров молекул бензофенона в твердых растворах этанола и полиметилметакрилате // Физика Твердого Тела. 1992. -Т. 34. -№ 9. -С. 2867-2873

86. Багнич С.А., Дорохин А.В., Перушкевич П.П. Применение задачи сфер теории протекания к проблеме миграции энергии в неупорядоченных системах // Физика Твердого Тела. 1992. -Т. 34. -№11. -С. 3475-3479

87. Багнич С.А., Дорохин А.В., Перушкевич П.П. трехмерный характер миграции триплетных возбуждений бензофенона в твердом растворе этанола // Физика Твердого Тела. 1993. -Т. 35. -№ 8. -С. 2065-2070

88. Багнич С.А., Дорохин А.В., Перушкевич П.П. Перколяция триплетных возбуждений бензальдегида в полиметилметакрилате. // Физика Твердого Тела. 1993. -Т. 35. -№ 8. -С .2071-2075

89. Bagnich S.A., Dorokhin A.V. Percolation of triplet excitation of compound molecules in polymeric matrices// Chem. Phys. 1993. -V. 172. -N. 1.-P. 153-170

90. Багнич С.А. Влияние матрицы на перколяцию триплетных возбуждений бензальдегида в твердых растворах // Физика Твердого Тела. 1994. -Т. 36. -№ 5. -С. 1229-1235

91. Багнич С.А. Анализ миграции энергии электронного возбуждения в неупорядоченных системах в рамках кластерной модели и модели Блу-мена-Сильби // Физика Твердого Тела. 1994. -Т. 36. -№ 8. -С. 2185-2195

92. Bagnich S.A. Triplet excitation migration for compound molecules in solid solutions // Chem. Phys. 1994. -V. 185. -N. 2. -P. 229-236

93. Багнич C.A. Кинетика затухания фосфоресценции бензальдегида в твердом растворе этанола в условиях миграции энергии // Физика Твердого Тела. 1995. -Т. 37. -№ 4. -С. 1022-1028

94. Багнич С.А., Богомолов В.Н., Кузмеров Ю.А., Перушкевич П.П. Кристаллы хризотил-асбеста как матрица для исследования миграции энергии электронного возбуждения сложных молекул // Физика Твердого Тела. 1995. -Т. 37. -№ 7. -С. 2049-2053

95. Багнич С.А., Богомолов В.Н., Курдюков Д.А., Першукевич П.П. Фосфоресценция ароматических соединений в пористой матрице натриево-боросиликатного стекла и их взаимодействие со стенками пор // Физика Твердого Тела. 1995. -Т. 37. -№ 10. -С. 2979-2986

96. Багнич С.А., Першукевич П.П. Миграция триплетных возбуждений бензальдегида в пористой матрице натриевоборсиликатного стекла // Физика Твердого Тела. 1995. -Т. 37. -№ 12. -С. 3655-3660

97. Багнич С.А., Мельниченко И.М., Подденежный Е.Н., Невзоров В.В., Аксеенко А.А. Влияние матрицы на фосфоресценцию ароматических соединений в пористых золь-гелевых стеклах // Опт. и спектр. 1995. -Т. 79. -№ 6. -С. 936-941

98. Багнич С.А. Перколяция энергии электронного возбуждения по три-плетным уровням бензальдегида в пористой золь-гелевой матрице // Опт. и спектр. 1996. -Т. 80. -№ 5. -С. 769-772

99. Багнич С.А. Фосфоресценция бензофенона в условиях взаимодействия со стенками пористых матриц // Опт. и спектр. 1996. -Т. 80. -№ 5. -С. 773-775

100. Багнич С.А. Низкоэффективный транспорт триплетных возбуждений бензальдегида в матрице пористое стекло полиметилметакрилат // Опт. и спектр. 1997. -Т. 82. -№ 4. -С. 567-572

101. Багнич С.А. Фосфоресценция бензальдегида в матрице пористое стекло-полиметилметакрилат// Физика Твердого Тела. 1997. -Т. 39. -№ 8. -С. 1498-1502

102. Bagnich S.A. Phosphorescence of benzaldehyde in porous glasses // TSSL'96, SPIE Proc. 1997. -V. 3176. -P. 208-211

103. Bagnich S.A. Migration of benzaldehyde triplet excitationin porous matrices //TSSL'96, SPIE Proc., 1997. -V. 3176. -P. 212-218

104. Bagnich S.A. The influence of the interaction of carbonyl compounds with the matrix walls on phosphorescence of their solution in porous // Chem. Phys. 1997. -V. 218. -N. 3. -P. 277-289

105. Багнич С.А. Фосфоресценция твердых растворов бензила в пористом золь-гелевом стекле // Сб. ст. Межд. конф. «Лазерная физика и спектроскопия» Минск: Институт физики. 1997. -Т. 2. -С. 221-224

106. Bagnich S.A. Dispersive transport of triplet excitation of benzaldehyde in solid ethanol solution // Chem. Phys. 1997. -V. 76-77. -P. 385-388

107. Bagnich S.A. Dynamics of triplet excitations of carbonyl compounds in porous matrices // J. Lum. 1998. -V. 76-77. -P. 385-388

108. Багнич С.А. Длительная люминесценция сложных органических молекул // Журнал Прикл. Спектр. 1998. -Т. 65. -№ 5. -С. 662-674

109. Bagnich S.A. Transport kinetics of triplet excitation in solid chrysene // Chem. Phys. 1998. -V. 237. -N. 3. -P. 359-369

110. Bagnich S.A. Annihilation kinetics of triplet excitation of chrysene in thin channels of the porous glass // Ceramics. 1998. -V. 57. -N. 19. -P. 85-94

111. Багнич С.А. Влияние микроструктуры твердотельного хризена на кинетику триплет-триплетной аннигиляции // Опт. и спектр. 1999. -Т. 86. -№ 3. -С. 449-453

112. Багнич С.А. Фосфоресценция твердых растворов дикетонов в пористом натриевоборосиликатном стекле // Журнал Физической химии. 1999. -Т. 73. -№ 6. -С. 1125-1128

113. Bagnich S.A. Triplet-excitation transport kinetics in ultrathin molecular pores and wires // Phys. Rev. B. 1999. -V. 60. -N. 16. -P. 11374-11379

114. Багнич С.А. Миграция триплетных возбуждений сложных молекул в неупорядоченных средах и в системах с ограниченной геометрией // Физика Твердого Тела. 2000. -Т. 42. -№ Ю. -Р. 1729

115. Кучеренко М.Г. Квантовый выход люминесценции молекулярных систем: примесное тушение и взаимная дезактивация возбуждения // Вестник ОГУ. 2002. -№ 2. -С. 176-184

116. Stauffer D. Introduction to Percolation Theory. London: Taylor & Francis, 1985.

117. Kopelman R., Argyrakis P. Diffusive and percolative lattice migration -excitons //J. Chem. Phys. 1980. -V. 72. -N. 5. -P. 3053-3060

118. Argyakis P., Kopelman R. Random walk on percolation clusters // Phys. Rev. B. 1984. -V. 29. -N. 1.-P. 511-514

119. Argyakis P., Kopelman R. Fractal to Euclidean crossover and scaling for random walkers on percolation clusters // J. Chem. Phys. 1984. -V. 81. -N. 2. -P. 1015-1018

120. Bale H.D., Schmidt P.W. Small Angle X-Ray-Scattering Investigation of Submicroscopic Porosity with Fractal Properties // Phys. Rev. Lett. 1984. -V. 53. -P. 596-599

121. Kost S.H., Breuer H.D. Energy Transfer in Solid Solutions and on Fractal Polymer Surfaces // Phys. Chem. 1991 -№ 4. -P. 480-484

122. Berry H. Monte Carlo Simulations of Enzyme Reactions in Two Dimensions: Fractal Kinetics and Spatial Segregation // Biophys J. 2002. -V. 83. -N. 4. -P. 1891-1901

123. Берберан-сантос M.H., Бодунов E.H., Мартнню Ж.М.Г. Кинетика люминесценции хромофоров, прикрепленных к концам гибкой полимерной цепи // Оптика и спектроскопия. 2000. -Т. 89. -№ 6. -С. 953-960

124. Рубин А.Б. Биофизика // Москва: Книжный дом. "Университет".1999. -Т. 1.-С. 298-350

125. Нигматуллин P.P., Сутугин Н.Н. Структура неоднородных сред в модели случайных фракталов // Инженерно Физический Журнал. 1989. -Т. 57. -№. 2.-С. 291-298

126. Кучеренко М.Г, Сидоров А.В. Кинетика статической аннигиляции квазичастиц в полидисперсной наноструктуре // Вестник ОГУ. 2003. -№ 2. -С. 51-57

127. Пьетронеро Л., Тозатти Э. Фракталы в физике // Труды 6-го международного симпозиума по фракталам в физике. МЦТФ. Триест. Италия. Пер. с англ. М.: Мир. 1988. -С. 672

128. Гийон Э., Митеску К.Д., Юлен Ж.П., Ру С. Фракталы и перколяция в пористой среде // УФН. -Т. 161. -№ 10. 1991. -С. 121-128

129. Борман В.Д., Тепляков В.В., Тронин В.Н., Тронин И.В., Троян В.И. Молекулярный транспорт в субнанометровых каналах // ЖЭТФ. 2000. -Т. 117. -№ 6. -С. 1094-1109

130. Борман В.Д., Грехов A.M., Троян В.И. Исследование перколяционно-го перехода несмачивающая жидкость нанопористое тело // ЖЭТФ.2000. -Т. 118, -№ 1(7). -С. 193-206

131. Drake J. M., Levitz P., Sinha S. K., Klafter J. Relaxation of excitation in porous solids // Chemical Physics. 1988. -V. 128. -P. 199-207

132. Drake J. M., Levitz P., Klafter J. Relaxation of excitation in porous silica gels // Chemical Physics. 1988. -V. 128. -P. 142-146

133. Drake J. M., Levitz P. Benzophenone Triplet Quenching by Oxygen at the Gas/Solid Interface: A Target annihilation Reaction in the Restricted Pore Geometry of Silica//J. Phys. Chem. 1988. -V. 92. -P. 4680-4684

134. Drake J. M., Levitz P., Klafter J. Critical evaluation of the application of direct energy transfer in probing the morphology of porous solids // J. Phys. Chem. 1989. -№ 8. -P. 5224-5236

135. Brodka A., Zerda T.W. Molecular dynamics of SFe in porous silica // J. Chem. Phys. 1991. -V. 95. -№ 5. -P. 3710-3718

136. Томашов Н.Д., Тюкина M.H., Заливалов Ф.П. Толстослойное анодирование алюминия и его сплавов. Москва: Машиностроение. 1968. -157с.

137. Левшин Л.В., Салецкий A.M. Оптические методы исследования молекулярных систем. 4.1. Молекулярная спектроскопия. Москва: Изд-во МГУ. 1994. -320с.

138. Ермолаев В. Л., Бодунов Е.Н., Свешникова Е.Б., Шахвердов Т.А. Бе-зызлучательный перенос энергии электронного возбуждения // Ленинград: Наука. 1977. -311с.

139. Агранович В.М., Галанин М.Д. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах // Москва: Наука. 1978. -384с.

140. Блинов. Л.М. Физические свойства и применение лэнгмюровских моно- и мультимолекулярных структур // УФН. 1983. -№ 8. -С. 12631293

141. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. Москва: Наука. 1989. -432с.

142. Гросберг А. 10., Хохлов А.Р. Статистическая физика макромолекул. Москва: Наука. 1989. -296с.

143. Кецле Г.А., Левшин Л.В., Летута С.Н., Пономарев С.Г. Способ измерения концентрации кислорода в жидкостях и газах // А.с. СССР №1712839. Б.И. №6. 1992

144. Алимарин И.П., Брюханов В.В., Дурнев В.Ф., Кецле Г.А., Лауринас Ш В.Ч., Регир К.Ф., Рунов В.К. Способ определения кислорода в газах //

145. A.с. СССР №1363031. Б.И. №48. 1987.

146. Брюханов В.В., Кецле Г.А., Лауринас В.Ч., Регир К.Ф., Рунов В.К., Смагулов Ж.К. Способ определения кислорода в газах // А.с. СССР №1539613. Б.И. №4. 1990.

147. Плотников В.Г., Сабадаш Н.С., Савельев В.А. Устройство для измерения концентрации кислорода// А.с. СССР №1065746. Б.И. №1. 1984.

148. Горбачев А.Ф., Денисов И.П., Семкина Л.И., Стыров В.В., Толмачев

149. B.М., Тюрин Ю.И. Способ определения содержания газа // А.с. СССР №1603257. Б.И. №40. 1990.

150. Савельев В.А., Плотников В.Г., Пилипчук Ю.Л., Микитченко В.Ф. Способ определения содержания кислорода в газовых смесях // А.с. СССР №1603259. Б.И. №40. 1990.

151. Брагин А.С., Гумиргалиев P.M., Попов А.А., Рунов В.К., Садвакасова

152. C.К. Газоанализатор для определения кислорода // А.с. СССР №1672817. Б.И. №18. 1993.

153. Алимарин И.П., Брюханов В.В., Дурнев В.Ф., Кецле Г.А., Марсов А.С., Попов А.А. Рунов В.К. Газоанализатор // А.с. СССР №1376741.ф Б.И. №48. 1987.

154. Алимарин И.П., Брюханов В.В., Дурнев В.Ф., Кецле Г.А., Лауринас К.Ф., Рунов В.К., Смагулов Ж.К. Способ определения кислорода в газах // А.с. СССР №1363033. Б.И. №48. 1987.

155. Алимарин И.П., Брюханов В.В., Дурнев В.Ф., Кецле Г.А., Рунов В.К., Смагулов Ж.К., Регир К.Ф. Способ определения кислорода в газах // А.с. СССР №1363032. Б.И. №48. 1987.

156. Брюханов В.В., Ибраев Н.Х., Кецле Г.А., Лауринас В.Ч., Мулдахме-тов З.М., Регир К.Ф., Рунов В.К. Способ определения кислорода в газах //А.с. СССР №1562795. Б.И. №17. 1990.

157. Липчук Ю.Л., Мосенкис Д.М., Остапишин Ю.М., Карев П.Б., Чугу-нова И.Э. Устройство для измерения содержания кислорода // А.с. СССР №1693489. Б.И. №43. 1991.

158. Кистенев Ю.В., Пономарев Ю.Н. Способ определения концентрации газов и паров // А.с. СССР №1369489. Б.И. №46. 1992.

159. Кучеренко М.Г., Мельник М.П. Параметрический анализ кислородо-индуцированных изменений кинетики люминесценции красителей // Журнал прикладной спектроскопии. 1994. -Т. 60. -№ 5-6. -С. 449-451

160. Кучеренко М.Г., Игнатьев А.А., Жолудь А.А. Учет конформацион-ной подвижности макромолекул при анализе сигналов люминесценции зондов// Биофизика. 2006. -Т. 51. -№. 1. -С. 44-56

161. Игнатьев А.А. Кинетика фотопроцессов во фракталах с учетом десорбции кислорода // Сборник научных трудов аспирантов и студентов физ. мат. факультета «Современные проблемы математики, физики и информатики». Оренбург: Издательство ОГУ. 2005. -С. 64-71

162. Кучеренко М.Г., Игнатьев А.А. Кинетика диффузионно-зависимой аннигиляции квазичастиц на фракталах в условиях их коррелированного начального распределения // Электронный журнал «Исследовано в России». 2006. http://zhurnal.ape.relarn.ru/

163. Жолудь А.А. Игнатьев А.А. Оптические методы исследования полимеров и многокомпонентных систем // Сб. тезисов докладов международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005». Москва: МГУ. 2005. -С. 179

164. Игнатьев А.А., Жолудь А.А. Бесконтактные оптические методы исследования концентрации кислорода в различных средах // Сб. тезисов докладов региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Оренбург: ОГУ. 2005. -С. 208-209

165. Игнатьев А.А., Жолудь А.А. Оцифровка сигналов с экрана аналогового осциллографа // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике». Оренбург: ОГУ. 2004. -С. 99-101