Выяснение транспортно-релаксационных характеристик меланина и его комплексов с медью с целью создания новых материалов для биоэлектроники

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-73-10154

НазваниеВыяснение транспортно-релаксационных характеристик меланина и его комплексов с медью с целью создания новых материалов для биоэлектроники

Руководитель Мотовилов Константин Александрович, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" , г Москва

Конкурс №41 - Конкурс 2019 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-602 - Химия новых органических и гибридных функциональных материалов

Ключевые слова меланин, теплоёмкость, бозонный пик, прыжковая проводимость, проводимость на свободных зарядах, нарушение правила Дюлонга-Пти, линейный вклад в теплоёмкость, протонная проводимость, рассеяние нейтронов, реакция сопропорционирования, биоэлектроник

Код ГРНТИ31.15.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
За последние годы на основе меланина были созданы твердотельные органические электрохимические транзисторы, элементы электропитания, которые можно употреблять в пищу, гибкие суперконденсаторы, сенсоры влажности воздуха, электроды, ультрафиолетовые фильтры и другие электронные и оптические устройства. Использование меланина и его комплексов с медью, железом, цинком и рядом других металлов особенно перспективно в биоэлектронике в связи с относительной физиологичностью и биосовместимостью данных соединений. В предлагаемом проекте впервые поставлена задача изучить транспортные и релаксационные свойства меланина в широком температурном (5 - 300 К) и частотном диапазоне (1 Гц - 2 ТГц). Важно подчеркнуть, что в исследовании будет направленно варьироваться и тщательно контролироваться концентрация воды образцах, что в случае материалов биологичесикого происхождения имеет принципиально важное значение. Результаты будут проинтерпретированы в рамках разработанных физикой конденсированного состояния теорий электронного и ионного транспорта в неуопрядоченных средах. При этом будет учетен сложный химизм генерации протонов в меланине в присутствии воды. Выполнение данного исследования позволит разобраться в физике транспортных и релаксационных процессов, идущих в меланине и его комплексах с медью, и тем самым принципиально улучшить характеристики биоэлектронных, электронных и оптических систем и устройств, разрабатываемых на их основе.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. А. Гребенко, А. Бубис, К. Мотовилов, В. Дремов, Е. Коростылев, И. Киндяк, Ф. Федоров, С. Лучкин, Ю. Жуикова, А. Трофименко, Г. Фильков, Г. Свиридов, А. Иванов, Дж. Далл, Р. Мозчил, А. Ионов, В. Варламов, Б. Рэнд, В. Подзоров, А. Насибулин Green Lithography for Delicate Materials Advanced Functional Materials (год публикации - 2021)
10.1002/adfm.202101533

2. Мартинез-Гонзалез Х.А., Каваи Х., МакГеттрик Дж.Д., Мередит П., Мотовилов К.А., Мостерт А.Б. Interfacial water morphology in hydrated melanin Soft Matter, Выпуск 34, том 17, страницы 7940-7952 (год публикации - 2021)
10.1039/D1SM00777G

3. Бедрань З.В., Жуков С.С., Абрамов П.А., Тюренков И.О., Горшунов Б.П., Мостерт А.Б., Мотовилов К.А. Water-activated semiquinone formation and carboxylic acid dissociation in melanin revealed by infrared spectroscopy Polymers (год публикации - 2021)
10.3390/polym13244403

4. Гагкаева З.В., Горшунов Б.П., Качесов А.Е., Мотовилов К.А. Infrared fingerprints of water collective dynamics indicate proton transport in biological systems Physical Review E, том 105, стр. 044409 (год публикации - 2022)
10.1103/PhysRevE.105.044409

5. Гребенко А.К., Мотовилов К.А., Бубис А.В., Насибуллин А.Г. Gentle Patterning Approaches toward Compatibility with Bio-Organic Materials and Their Environmental Aspects Small, 2200476 (год публикации - 2022)
10.1002/smll.202200476

6. Гагкаева З.В., Сидорук К.В., Горшунов Б.П., Мотовилов К.А. Aqueous Cations and Excess of Translational Vibrations as the Evidences of Charge Transport in Biomaterials IFMBE Proceedings, V.87, PP.595-601 (год публикации - 2022)
10.1007/978-3-030-92328-0_76

7. Абрамов П.А., Жуков С.С., Бедрань З.В., Горшунов Б.П., Мотовилов К.А. Analysis of Melanin Properties in Radio-Frequency Range Based on Distribution of Relaxation Times IFMBE Proceedings, V.87, P.515-521 (год публикации - 2022)
10.1007/978-3-030-92328-0_66

Публикации