Расчет параметров индуктивно-резонансного переноса энергии в наносферах, содержащих квантовые точки CdSe/ZnS и диарилэтен

Представлен анализ теоретических модельных исследований фотохромных систем с обратимой модуляцией флуоресценции на основе полимерных наносфер, содержащих полупроводниковые квантовые точки (КТ) CdSe/ZnS и молекулы фотохромного диарилэтена ДАЭ2. На основе известных соотношений теории индуктивно-резонансного переноса энергии (FRET) построена модель эффективности модуляции флуоресценции КТ E(r), вызванной фотохромными превращениями находящихся вблизи молекул ДАЭ2, за счет механизма FRET. Определены границы оптимальных значений параметров, влияющих на эффективность модуляции флуоресценции за счет FRET. Рассчитана эффективность FRET E(r) при некоторых граничных значениях влияющих факторов. Показано, что E(r) ~ 0.7 можно достичь при расстояниях между донорами и акцепторами r = 4.5 нм, если на одну КТ с квантовым выходом флуоресценции Q = 0.4 приходится не менее n = 16 молекул ДАЭ2 (либо при Q = 0.8 и n = 8), а также при расстояниях r = 3 нм (при Q = 0.1 и n = 6, Q = 0.4 и n = 2, Q = 0.8 и n = 1). Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации структуры и технологии синтеза фотохромных люминесцентных наносфер.

1. J. Zhang, Q. Zou, H. Tian. Adv. Mater., 25 (2013) 378—399

2. R. Klajn, J. F. Stoddart, B. A. Grzybowski. Chem. Soc. Rev., 39 (2010) 2203—2237

3. J. Cusido, E. Deniz, F. M. Raymo. Eur. J. Org. Chem., 13 (2009) 2031—2045

4. Y. Hasegawa, T. Nakagawa, T. Kawai. Coord. Chem. Rev., 254 (2010) 2643—2651

5. F. M. Raymo, M. Tomasulo. J. Phys. Chem. A, 109 (2005) 7343—7352

6. Molecular switches, Ed. B. L. Feringa, Weinheim, Wiley-VCH (2001) 37—60

7. S. A. Díaz, G. O. Menéndez, M. H. Etchehon, L. Giordano, T. M. Jovin, E. A. Jares-Erijman. ACS Nano, 5 (2011) 2795—2805

8. I. Yildiz, E. Deniz, F. M. Raymo. Chem. Soc. Rev., 38 (2009) 1859—1867

9. I. Yildiz, M. Tomasulo, F. M. Raymo. J. Mater. Chem., 18 (2008) 5577—5584

10. M. Irie, T. Fukaminato, K. Matsuda, S. Kobatake. Chem. Rev., 114 (2014) 12174—12277

11. V. A. Barachevsky, O. V. Venidiktova, O. I. Kobeleva, A. M. Gorelik, A. O. Ayt, M. M. Krayushkin, A. R. Tameev, G. I. Sigeikin, M. A. Saveliev, G. T. Vasiluyk. IEEENANO-2015: Nanotechnology, Proc. IEEE (2015) 358—361

12. P. V. Karpach, A. A. Scherbovich, G. T. Vasilyuk, V. I. Stsiapura, A. O. Ayt, V. A. Barachevsky, А. R. Tuktarov, A. A. Khuzin, S. A. Maskevich. J. Fluoresc., 29, N 6 (2019) 1311—1320

13. V. A. Barachevsky, O. I. Kobeleva, A. O. Ayt, A. M. Gorelik, T. M. Valova, M. M. Krayushkin, V. N. Yarovenko, K. S. Levchenko, V. V. Kiyko, G. T. Vasilyuk. Opt. Mater., 35 (2013) 1805—1809

14. В. А. Барачевский, О. И. Кобелева, О. В. Венидиктова, А. О. Айт, Г. Т. Василюк, С. А. Маскевич, М. М. Краюшкин. Кристаллография, 64, № 4 (2019) 820—824 [V. A. Barachevsky, O. I. Kobeleva, O. V. Venidiktova, A. O. Ayt, G. T. Vasilyuk, S. A. Maskevich, M. M. Krayushkin. Crystallogr. Rep., 64, N 5 (2019) 823—827]

15. V. A. Barachevsky, O. V. Venidiktova, T. M. Valova, A. M. Gorelik, R. Vasiliev, A. Khuzin, A. R. Tuktarov, P. V. Karpach, V. I. Stsiapura, G. T. Vasilyuk, S. A. Maskevich. Photochem. Photobiol. Sci., 18 (2019) 2661—2665

16. A. A. Scherbovich, S. A. Maskevich, P. V. Karpach, G. T. Vasilyuk, V. I. Stsiapura, O. V. Venidiktova, A. O. Ayt, V. A. Barachevsky, A. A. Khuzin, А. R. Tuktarov, M. Artemyev. J. Phys. Chem. С, 124 (2020) 27064—27070

17. A. Fedosyuk, A. Radchanka, A. Antanovich, A. Prudnikau, M. A. Kvach, V. Shmanai, M. Artemyev. Langmuir, 32, N 8 (2016) 1955—1961

18. A. Sukhanova, K. Even-Desrumeaux, P. Chames, D. Baty, M. Artemyev, V. Oleinikov, I. Nabiev. Nat. Protoc. Protoc. Exch. (2012), doi: 10.1038/protex.2012.042

19. B. Wieb VanDerMeer. Methods Appl. Fluoresc., 8, N 3 (2020) 030401

20. S. S. Vogel, T. A. Nguyen, B. W. van der Meer, P. S. Blank. PLoS One, 7, N 11 (2012) e49593

21. M. Hardzei, M. Artemyev, M. Molinari, M. Troyon, A. Sukhanova, I. Nabiev. Chem. Phys. Chem., 13 (2012) 330—335