Исследование фототермического эффекта в плазмонно связанных наносистемах

Номер гранта:	18-02-00151
Область научного знания:	физика и астрономия
Тип конкурса:	(а)(а) конкурс проектов фундаментальных научных исследований
Год выполнения:	2018г.
Руководитель:	Кайдашев Владимир Евгеньевич
Статус заявки:	поддержана

Аннотация к заявке:

Фототермический эффект в плазмонных нанообъектах активно используется в важнейших приложениях биологии, медицины, новых видах солнечных элементов, требует учёта при разработке ряда новых устройств нанофотоники и плазмоники. Большинство вышеуказанных приложений используют изолированные плазмонные нанообъеты. Фототермические свойства большинства новых плазмонно связанных наносистем пока практически не изучены. Изучению нескольких типов таких систем посвящён данный проект. А именно, будут исследованы фототермические свойства следующих наносистем:A)больших монослоёв плазмонно связанных Au наночастиц диаметром 5-8 нм, с зазорами между наночастицами 5-8 нм; B) большие массивы крупных изолированных Au наночастиц (40-60 нм) сильно связанных с Au наночастицами диаметром 5-8 нм; C)массивов высокоориентированных плазмонных наностержней Au/ZnO;D) больших 3D-массивов локальных концентраторов электромагнитного поля (“горячих точек”) организованных на развитых трёхмерных поверхностях массивов наностержней. Повышение эффективности фототермического преобразования в плазмонно связанных наносистемах будет достигнуто путём создания эффективных 2D или 3D массивов “нанолинз” на плазмонных антеннах при связывании плазмонных мод нанообъектов различного размера (крупных и мелких наночастиц; наночастиц и наностержей длиной ~1 мкм). Предложенный подход к созданию плазмонно связанных наносистем имеет большую новизну и сильно опережает предложенные ранее концепции.В рамках проекта будет изучен фотоиндуцированный нагрев наносистем в зависимости от длины волны, поляризации падающего лазерного излучения, а также от режима светового возбуждения (непрерывного/импульсного).Полученнные в результате проекта знания о физических механизмах и особенностях фототермического эффекта в предложенных плазмонно связанных наносистемах:- позволит повысить эффективность методик уничтожения бактерий и вредоносных клеток, в том числе одиночных раковых клеток в крови, например, таким новейшими методами как “in vivo photoswitchable flow cytometry”.- будут учитываться при разработке будущих методик внутриклеточного мониторинга/диагностики и фототермической терапии, в том числе при создании новых зондов для фото-аккустической спектроскопии объектов внутри клеток/биологических жидкостей.- позволит повысить эффективность высвобождения лекарств при их адресной доставке.- позволит разработать высокоэффективные поглотители световой энергии в ближней/средней ИК области спектра, в том числе солнечного света для солнечных элементов нового поколения: a) термо-фото-вольтаических и b) в основе которых лежит процесс фото-термического преобразования наносистемами солнечной энергии в нагрев жидкости или в энергию химических связей, а также для задач опреснения воды путём дистилляции.- будут учитываться при разработке ряда устройств новых устройств нанофотоники и плазмоники.

Аннотация к заявке приведена в авторской редакции. По состоянию на 02.08.2025