Показано, что, опираясь на базовые положения теории молекулярных спектров (уровни энергии и вероятности переходов), можно построить систему уравнений, описывающую не только внутримолекулярные процессы (изменения спектров во времени), но и химические превращения. Для этого вводятся резонансные уровни, волновые функции которых описывают химические превращения и позволяют ab initio оценивать их вероятности. В результате становится возможным проведение компьютерных экспериментов с целью прогноза развития процесса и его оптимизации.

На примере азидозамещенных олигооксетандиолов разработаны методы определения концентрации гидроксильных групп в олигомерах и проведено их сопоставление. Показано, что наиболее удобным для замещенных олигооксетандиолов является ИК-спектральный экспресс-метод, преимущества которого - высокая точность, хорошая воспроизводимость, быстрота анализа и низкая чувствительность к содержанию влаги. Принципы, лежащие в основе данных методов, пригодны для разработки методик определения содержания гидроксильных групп в олигомерах и полимерах различной химической природы.

Исследована J-агрегация анионного оксакарбоцианинового красителя 3,3 ¢ -ди-(γ-сульфопропил)-5,5 ¢- дифенил-9-этилоксакарбоцианинбетаина в водных растворах в присутствии белков (коллагенов, иммуноглобулина G, сывороточных альбуминов) и полиэлектролитов (полиэтиленимина, поливинилпирролидона). Обнаружено, что денатурация сывороточного альбумина человека мочевиной стимулирует J-агрегацию красителя. В присутствии денатурированного альбумина и полиэтиленимина краситель образует J-агрегаты двух типов. Образующиеся в присутствии полиэтиленимина J-агрегаты претерпевают перестройку во времени.

На основе использования опосредованного мишенью смещения Т-богатой олигонуклеотидной цепи создан чувствительный и селективный сенсор гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) для двухвалентного иона ртути. Приготовлен дуплекс ДНК/аптамер путем гибридизации тетраметилродамин(TMR)-меченого тимин(T)-обогащенного Hg²⁺ -специального аптамера (TMR-аптамера) и ДНК с тиолированным аденином. Дуплекс может быть иммобилизирован на сенсорной подложке из наночастиц Ag, модифицированных глицидилметакрилатэтилен диметокрилатом (Ag-GMA-EDMA) путем самоассамблирования на TMR-аптамере. В этом случае метка TMR фрагмента приближается к поверхности подложки, вследствие чего вероятность сильного сигнала ГКР значительно возрастает. При добавлении мишени пара TMR-аптамеров может совместно взаимодействовать с Hg²⁺ , вследствие чего образуется стабильная дуплексоподобная структура, опосредованная комплексом Т-Hg²⁺ -Т между двумя смежными ветвями, которая вызывает высвобождение TMR-аптамеров с поверхности подложки и, следовательно, значительное уменьшение сигнала ГКР. Данный оптический сенсор проявляет чувствительность к ионам Hg²⁺ в области их концентраций от 5 нM до 2.0 мкM при пределе обнаружения 2.5 нM. Разработанный сенсор практически нечувствителен к ионам других металлов, он может легко восстанавливаться, что обусловливает перспективы его применения для анализа реальных образцов.

Спектроскопическими методами изучены формирование комплексов и экстракция анионных хелатов кобальта(II) - 4-(2-тиазолилазо)резорцинола (TAR) с катионами монотетразолиевых солей (TS) ((3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенил-2H-тетразолия бромидом (MTT) и 3-(2-нафтил)-2,5-дифенил-2H-тетразолия хлоридом (TV)) в экстракционной системе жидкость-жидкость Co(II)-TAR-TS-H₂O-CHCl₃. Найдены оптимальные условия для экстракции Co(II). Независимыми методами определены молярное отношение компонентов и форма анионных хелатов кобальта(II) в экстрагированных компонентах. Исследованы и количественно охарактеризованы процессы ассоциации в жидкой фазе и экстракции. Рассчитаны основные константы: постоянная ассоциации, постоянная распределения, постоянная экстракции и фактор восстановления. Подтверждена справедливость закона Бэра и рассчитаны некоторые аналитические характеристики. На основании полученных результатов и низкой цены монотетразолиевой соли MTT в сравнении с TV ионно-ассоциированный комплекс Co(II)-TAR-MTT может быть использован для определения следов двухвалентного кобальта в сплавах, биологических, медицинских и фармацевтических объектах.

В качестве стандартных образцов при комнатной температуре подготовлен ряд бинарных смесей¹²CO₂/¹³CO₂. Методом микролазерной спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) определено, что соотношение между мольными фракциями¹²CO₂ и области пиковых значений в КР-спектрах бинарных смесей CO₂ обнаруживают корреляцию. После экспериментального получения калибровочной кривой метод микро-КР спектроскопии позволяет оценить мольные фракции в различных жидкостях и определить¹³C/¹²C и δ¹³C. В КР-спектрах¹²CO₂ и¹³CO₂, полученных с помощью аргонового лазера (785 нм), зарегистрирован характерный пик на длине волны 1348 cм^-1, который, по-видимому, связан с формированием димеров.

Изучены спектры поглощения, флуоресценции и возбуждения флуоресценции FHC и THC. Проведено их сравнение со спектрами для 3HF в циклогексане, ацетонитриле и метаноле. Наблюдается формирование анионов в ацетотитриле и метаноле во всех трех флавонолах THC-FHC-3HF в основном состоянии. Поскольку спектры возбуждения и поглощения во всех случаях (включая образование аниона) подобны, можно наблюдать спектры поглощения чистого аниона флавонолов в нейтральных растворителях, непосредственная регистрация которых достаточно проблематична.

Исследованы катодолюминесцентные свойства тонких пленок Y₂O₃:Eu, полученных методом высокочастотного магнетронного напыления. На основе зависимости формы спектров катодолюминесценции от энергии и плотности тока электронного возбуждения сделано предположение об увеличении количества ионов Eu³⁺ в состоянии пониженной симметрии С₂ в глубине пленки относительно поверхности. Исследована зависимость интенсивности катодолюминесценции от энергии возбуждающих электронов и плотности тока электронного облучения. Показано влияние структурных неоднородностей пленок и условий возбуждения на кинетические характеристики красного свечения Y₂O₃:Eu в области 612 нм, обусловленного электрическим дипольным переходом⁵D₀-⁷F₂.

Спектральные зависимости мнимых частей диэлектрической проницаемости ε₂ (E), объемных (-Imε^-1) и поверхностных (-Im(1+ε)^-1) характеристических потерь энергии электронов кристалла селенида бария разложены на 34 элементарные полосы в области 3-5.5 эВ при 2 К и в области 5.5-26 эВ при 77 К усовершенствованным методом объединенных диаграмм Арганда. Для каждой полосы спектров трех типов определены энергии максимумов E_i, полуширины H_i, амплитуды I_i, площади S_i и силы осцилляторов f_i. Параметр f_i рассчитан по модифицированной формуле, известной для эффективного количества валентных электронов n_eff(E). Установлены основные особенности 34 элементарных полос селенида бария в области 3-26 эВ, обусловленных экситонами и междузонными переходами поперечного и продольного типа.

Исследованы спектрально-кинетические особенности оптического преобразования электронной энергии при диполь-дипольном переносе электронного возбуждения между наночастицами (НЧ) золей серебра (Ag) малых и средних размеров и молекулами родамина 6Ж (Р6Ж) на поверхности макропористого кремнезема - силохрома С-80 с нерегулярной структурой пор. Установлено, что сорбция НЧ Ag на поверхности С-80 происходит неравномерно, с островковым распределением кластеров неодинаковых по размерам НЧ Ag. Обнаружено пороговое усиление рассеянного света от поверхностных плазмонов при определенной концентрации НЧ Ag на кремнеземе. Проведена количественная оценка локальных плазмонных возбуждений в кластерах НЧ Ag на кремнеземе.

Показано, что в наногетероструктуре Ge/Si с квантовыми точками германия в качестве экситонной квазимолекулы выступают две квантовые точки Ge, над поверхностями которых локализуются экситоны (из пространственно разделенных электронов и дырок). Обнаружен эффект существенного увеличения энергии связи основного синглетного состояния экситонной квазимолекулы в наносистеме по сравнению с энергией связи биэкситона в монокристалле кремния. Установлено, что в энергию связи квазимолекулы основной вклад вносит энергия обменного взаимодействия электронов с дырками, который существенно больше вклада кулоновского взаимодействия электронов с дырками.

Методом мёссбауэровской спектроскопии выполнен анализ образцов сфероконических сосудов, массово представленных на Болгарском городище. Дифференцированы изделия с относительно низкой <500 °C (демонстрирующие в спектрах пропускания отношение /Fe²⁺ ≤1.11) и высокой температурой обжига. Обнаруженное значение / Fe²⁺ QUOTE существенно меньше величины 2.69, характеризующей сырьевые ресурсы гончарного производства окрестностей выбранного памятника, что свидетельствует о наличии других нелокализованных источников сырья средневекового ремесленного центра.

Представлена модель формирования спектра аутофлуоресценции хрусталика с учетом светорассеяния. По теории Ми для полидисперсных систем рассчитаны спектры сечений ослабления, рассеяния и поглощения для моделей хрусталика в норме и с катарактой. Для апробации модели использованы данные по спектрам аутофлуоресценции хрусталика в норме и при катаракте, полученные с помощью экспериментального офтальмологического спектрофлуориметра с возбуждением УФ светодиодами. В рамках модели проведена оценка степени влияния светорассеяния хрусталика на форму спектра люминесценции. Установлено, что изменения в спектре флуоресценции хрусталиков с катарактой могут быть полностью интерпретированы рассеянием света.

Изучена кинетика затухания анизотропии флуоресценции перилена, внедренного в липидную мембрану L-a-дипальмитоилфосфатидилхолина (ДПФХ), с целью оценки мембранотропного действия нестероидного противовоспалительного средства ибупрофена, а также совместного действия ибупрофена и холестерина. Полученные времена вращательной корреляции (j) и предельной анизотропии (r_¥) позволяют независимо оценить изменение микровязкости и упорядоченности модельных липидных мембран в различных фазовых состояниях под действием вводимых добавок. Показано, что ибупрофен существенно снижает микровязкость ДПФХ-мембран в фазе геля и практически не влияет на микровязкость жидкокристаллической фазы. При этом в обеих фазах ибупрофен понижает упорядоченность гидрофобных цепей липида. При совместном введении холестерина и ибупрофена наблюдается явно выраженный аддитивный эффект в фазе геля, проявляющийся в существенном разжижающем и разупорядочивающем действии компонентов на липидную мембрану. В жидкокристаллической фазе ибупрофен вызывает нивелирование уплотняющего и упорядочивающего действия холестерина.

Исследована статистическая связь между данными сенсора Landsat и концентрацией хлорофилла в водах Иваньковского водохранилища. Определено регрессионное соотношение, описывающее зависимость между натурными измерениями концентрации хлорофилла в воде (с использованием электронной спектроскопии) и значениями пикселей спутниковых изображений, позволяющее осуществить анализ пространственного распределения концентрации хлорофилла в водоеме. По концентрации хлорофилла проведена оценка трофности, количества биомассы фитопланктона и первичной продукции.

Предложен алгоритм восстановления карт распределения водяного пара в атмосфере по многоспектральным снимкам Земли аппаратурой OLCI (Ocean and Land Colour Instrument) с борта европейского исследовательского спутника Sentinel-3. Алгоритм основан на множественной регрессии между спектральными коэффициентами яркости на верхней границе атмосферы, геометрическими параметрами спутниковой сцены (углы наблюдения и Солнца) и общим содержанием водяного пара в атмосфере. Для получения уравнения регрессии использованы экспериментальные данные по вариативности оптических характеристик атмосферы и поверхности, а также метод Монте-Карло для расчета характеристик переноса излучения. В уравнение входят коэффициенты яркости в ближних ИК каналах OLCI из полос поглощения водяного пара и кислорода, а также из окон прозрачности атмосферы, что в совокупности позволяет исключить влияние спектра отражения подстилающей поверхности и давления воздуха на точность измерений. Апробация алгоритма проведена на данных прототипа OLCI - спектрометра MERIS (medium resolution imaging spectrometer). Приведен пример построения карты распределения водяного пара в атмосфере над Восточной Европой без использования подспутниковых данных и цифровых моделей рельефа. Показано соответствие содержаний водяного пара в атмосфере, определяемых по снимкам MERIS, данным наземных измерений всети AERONET (aerosol robotic network)со среднеквадратическим отклонением 1.24кг/м².

Методом энергодисперсионной рентгеновской флуоресценции (ЭДРФ) исследовано загрязнение тяжелыми металлами почвы двух сельскохозяйственных участков вблизи промышленной зоны. Для выбранных образцов почвы определены концентрации 17 элементов, в том числе восьми тяжелых металлов - Fe, Ni, As, Pb, Mn, Cr, Cu и Zn. Почва возле целлюлозно-бумажного комбината оказалась сильно загрязнена тяжелыми металлами. Полученные с помощью ЭДРФ данные по концентрации использованы для расчета индекса загрязнения и интегрального индекса загрязнения Немерова.

Осаждением в сверхвысокочастотной плазме из смесей метан-водород и метан-водород-азот получены одно- и многослойные микро- и нанокристаллические алмазные покрытия на резцах из твердого сплава ВК6 (карбид вольфрама с присадкой кобальта; WC + 6 мас.% Co) с применением улучшающих адгезию барьерных слоев из вольфрама. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света исследованы изменения структуры алмазных покрытий в зависимости от параметров осаждения. Получены данные о степени их структурной перестройки при различных условиях трибологического контакта и изучены процессы вторичного зародышеобразования на разных гранях алмаза в процессе осаждения из газовой фазы.

Рассмотрены коллинеарная и ортогональная схемы сведения лучей в двухимпульсной лазерно-искровой эмиссионной спектрометрии (ЛИЭС) при определении хлора в растениях и бетоне по линии Cl I 837.59 нм. Обнаружено, что отношение сигнал/шум немного ниже для ортогональной схемы из-за нестабильности пространственного положения пробоя вторым импульсом. В то же время подавление в этой схеме мешающих молекулярных полос позволяет увеличить чувствительность ЛИЭС при определении хлора в растительном сырье.

Методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии с дисперсией по длине волны измерены сигналы F K_a, Na K_a, Cl K_a, K K_a, и Ta L_a для различных фторсодержащих систем: K₂TaF₇, Na₃AlF₆, K₂ZrF₆, NaF и LiF (с NaCl и парафином в качестве дополнительных добавок). Зарегистрированы данные для 41 образца (в виде гранул, подготовленных в лаборатории) при >200 сканированиях. Анализ измеренных интенсивностей рентгеновской флуоресценции фтора показал, что баланс между эффектами поглощения и усиления сильно зависит от присутствия и концентрации других элементов в системе. Отличие экспериментальных данных по интенсивности рентгеновской флуоресценции фтора для разных систем с сопоставимым содержанием фтора достигало 500%.

Методами ИК спектроскопии и динамического механического анализа изучена фотоокислительная деструкция полиуретанов на основе гексаметилендиизоцианата с олигоэфирной составляющей разной природы. Установлено, что в густосшитом полиуретане на основе простого олигоэфиртриола молекулярной массы 500 при фотоокислении наблюдается тенденция к увеличению плотности сшивки. Показана большая стабильность полиуретана, содержащего сложноэфирные группы, по сравнению с полиуретаном на основе простого олигоэфирдиола с близкой молекулярной массой.

Рассмотрено влияние столкновений с изменением направления скорости частиц в газе на воспроизведение информации в отклике стимулированной эхо-голограммы. За счет таких столкновений частотные сдвиги излучения атомов в газе случайным образом изменяются (спектральная диффузия в пределах неоднородно уширенной линии). Показано, что это приводит к некоррелированности неоднородного уширения в газе в разные моменты времени и частичной потере фазовой памяти, результатом чего является частичная потеря воспроизводимой информации, закодированной во временной форме объектного лазерного импульса.

Для контроля за окислительно-восстановительными реакциями хрома, возникающими в водном растворе при его радиолизе под действием синхротронного рентгеновского излучения, использована in situ рентгеновская абсорбционная спектроскопия. Радиолиз жидкой пробы, помещенной в специально сконструированную в форме наковальни гидротермальную алмазную камеру, вызывает окисление Cr(III) до Cr(VI) при нагревании от комнатной температуры до 400^oC и восстановление Cr(VI) до Cr(III) при 500^oC. Наличие Cr(VI) в растворе подтверждается значениями двух подгоночных параметров, описывающих структуру спектров хрома у K-края полосы поглощения.

Терагерцовая спектроскопия в сочетании со взвешенным дискриминантным анализом (ВДА) использована для обнаружения разных видов генетически модифицированного хлопка (HD-1, HD-73, Coker 312). Спектры образцов, полученные с разрешением во времени, преобразуются в частотные спектры с помощью быстрого преобразования Фурье и затем строятся спектральные кривые коэффициентов поглощения образцов. Данные по коэффициентам поглощения, обработанные с помощью модели ВДА, позволяют найти степень идентификации выбранных образцов: 89.4, 89.7 и 92.5%. Экспериментальные данные показывают, что терагерцовая спектроскопия в сочетании с ВДА является новым эффективным способом обнаружения видов генетически модифицированного хлопка.

Рассчитаны уровни энергии, длины волн, вероятности переходов и интенсивности линий для разрешенных переходов 4s²4p²-4s4p³ и 4s²4p²-4s²4p4d в основное состояние (4s²4p²) тяжелых Ge-подобных ионов Te, Xe и Ba. Для расчета использован полностью релятивистский многоконфигурационный метод Дирака-Хартри-Фока, учитывающий как корреляции в комплексе n = 5, так и эффекты квантовой электродинамики. Результаты расчета удовлетворительно согласуются с данными, полученными на токамаке TFR, и результатами недавних измерений с ионной ловушкой электронных пучков в Xe. Рассмотренная изоэлектронная последовательность Ge-подобных ионов играет важную роль в исследованиях термоядерного синтеза, где их спектры могут обеспечить диагностическую информацию о плазме с магнитным удержанием.

Изучены возможности флуоресцентной спектроскопии в качестве надежного способа различения китайских ликеров по типам ароматов и географическому происхождению. С помощью флуоресцентной спектроскопии и хемометрии проанализированы 84 наименования китайских ликеров. Показано, что при определенной длине волны возбуждения китайские ликеры имеют характерные спектральные особенности, позволяющие рассматривать их как “отпечатки пальцев”. Для классификации различных типов ароматов использованы метод главных компонент и пошаговый линейный дискриминантный анализ. Они применялись к спектрам излучения в диапазоне 330-435 нм при длине волны возбуждения 300 нм. Две первые главные компоненты описывают 98.87 % всех типов ароматов, а пошаговый линейный дискриминантный анализ правильно классифицирует 100 % типов ароматов. Для определения географического происхождения китайских ликеров использованы иерархический кластерный анализ и метод главных компонент. Они применялись к спектрам излучения в диапазоне 330-435 нм при длине волны возбуждения 300 нм. Иерархический кластерный анализ точно идентифицирует все образцы, а тремя первыми главными компонентами можно описать 98.25% всех регионов происхождения ликеров. Показано, что флуоресцентная спектроскопия в сочетании с хемометрическим анализом является перспективным методом определения типа аромата и географического происхождения китайских ликеров.