Измерены спектрально-люминесцентные характеристики и длительности флуоресценции ряда безметальных тетрапирролов в твердых пленках поливинилбутираля при 293 и 77 К. Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии вязкостного фактора в случае исследуемого возгорания флуоресценции – для тетрапирролов, проявляющих эффект возгорания в жидких растворах (тетраазапорфина, замещенного тетраазахлорина), длительность флуоресценции в пленке увеличивается незначительно при cнижении температуры до 77 К. Анализ экспериментальных данных позволяет оценить квантовые выходы внутренней и интеркомбинационной конверсии для тетраазапорфина и тетраазахлорина – фундаментальных структур в ряду тетрапирролов.

Предложен метод внутридоплеровской флуоресцентной спектроскопии, основанный на особенностях сужения с течением времени скоростного распределения оптически возбужденных атомов (молекул) разреженной газовой среды в тонкой ячейке после воздействия достаточно короткого светового импульса. Проанализированы изменения установленных внутридоплеровских резонансов со временем, а также существенная зависимость этих резонансов от размеров газовой ячейки.

Исследован оптический резонанс N-типа, формируемый в Ʌ-системе атомов калия (D₁-линии) при использовании двух непрерывных узкополосных лазеров, спектроскопической ячейки длиной 1.5 см, которая содержит пары атомов калия и буферный газ неон с парциальным давлением 20 Торр. Показано, что в продольном магнитном поле резонанс N-типа расщепляется на три эквидистантные компоненты. Проведено сравнение параметров резонанса N-типа, формируемых в парах атомов цезия и рубидия. Установлено, что при формировании резонанса N-типа начальным и конечным уровнями являются нижние основные уровни Fg = 1, 2.

Изучено взаимодействие раствора L-цистеина с соединениями железа(III) FeCl₃, Fe₂(SO₄)₃, Fe(NO₃)₃ в кислой среде (рН 2). Показано, что реакция проходит в течение 30 мин с образованием L-цистина (21–40 %) в качестве основного продукта. Установлено, что реакция L-цистеина с FeCl₃ приводит к образованию в растворе L-цистеинсульфоновой кислоты в качестве побочного продукта. Интерпретация продуктов реакции L-цистеина с соединениями Fe(III) проведена методами ИК- и ЯМР-спектроскопии.

Подтверждено, что LiMgF₃ не существует. Описанные в литературе свойства LiMgF₃ относятся к замороженной эвтектике или двухфазной системе. Тем не менее существование эвтектики использовалось для плавления MgF₂ при гораздо более низкой температуре (735°C), чем точка плавления (1263°C). Системы LiF-MgF₂:Eu²⁺ и LiF-MgF₂:Ce³⁺ получены с помощью плавления при 735°C. Эти материалы проявляли свойства, аналогичные свойствам люминофоров MgF₂:Eu²⁺ и MgF₂:Ce³⁺. Таким образом, используя более низкую температуру плавления эвтектики, можно получить различные люминофоры на основе MgF₂ при температурах до 735°C по сравнению с высокой температурой плавления 1263°C для MgF₂.

Проведено сравнительное исследование спектрально-люминесцентных характеристик гидрофильных 21-тиа-5,10,15,20-тетра-(4-cульфофенил)-порфирина и 5,10,15,20-тетра-(4-cульфофенил)-порфирина в растворах при температуре 293 К. Обнаружены особенности галохромных эффектов, обусловленные заменой в макроцикле пиррольного кольца тиофеновым. Установлено, что многоцентровые возмущения на периферии и в ядре макроцикла приводят к модулированию спинорбитального взаимодействия, которое проявляется в изменении эффективности тушения флуоресценции. Показано, что флуоресценция дважды протонированной формы гетеропорфирина тушится по сравнению со свободным основанием, в то время как у дважды протонированной формы порфирина наблюдается разгорание флуоресценции.

С положительным результатом тестируется возможность применения метода определения частоты чисто электронного перехода по молекулярным диффузным вибронным спектрам к определению ширины прямой запрещенной зоны (энергетической щели) полупроводников. Данным методом из спектра фотопроводимости определяется ширина прямой запрещенной зоны между валентной зоной и зоной фотопроводимости.

Представлены технологии получения наноструктурированного кремния, в том числе пористого нанокремния. Описан способ синтеза пористого нанокремния методом электрохимического травления. Приведены основные параметры генерации пористого кремния с заданными характеристиками. Описаны результаты исследований образцов наноструктурированного пористого кремния, проведенных с использованием спектрометра InVia Raman Renishaw, позволяющего регистрировать и идентифицировать как аморфную, так и кристаллическую фазовую составляющую в образцах. По результатам гранулометрических исследований установлена кристаллическая структура образцов. Аппроксимацией спектров комбинационного рассеяния света подтверждено отсутствие аморфного кремния в исследуемых образцах. В спектрах комбинационного рассеяния света образцов наблюдается сдвиг линий в сторону меньших энергий, характерный для наночастиц при уменьшении их размеров. В спектрах фотолюминесценции синтезированных образцов пористого кремния наблюдается устойчивая интенсивная полоса в области 700–900 нм, что подтверждает нанокристаллический характер образцов. Продемонстрирована эффективность и чувствительность спектроскопии комбинационного рассеяния света, позволяющей регистрировать даже незначительные изменения в кристаллической и аморфной фракциях кремниевых структур.

На базе формализма объемного интегрального уравнения проведено численное моделирование нормированных функций углового распределения интенсивности рассеяния димерами и тримерами диэлектрических цилиндров конечной длины. Изучена зависимость функции углового распределения интенсивности рассеяния от оптико-геометрических параметров отдельных цилиндров и характеристик их взаимного расположения. Установлено, что электродинамическое взаимодействие между цилиндрами приводит к существенному отличию углового распределения излучения, рассеянного этой системой, от углового распределения излучения, рассеянного двумя электродинамически не связанными цилиндрами.

Исследованы спектры излучения кислорода за фронтом сильной ударной волны в диапазонах скоростей ударной волны 5.7–7.4 и 8.1–10.0 км/с при давлениях перед фронтом волны 1.0 и 0.25 Торр. Получены интегральные по времени развертки излучения в широком диапазоне спектра 200–675 нм, а также временные осциллограммы излучения кислорода. Анализ полученных панорамных спектров показывает, что при низких скоростях ударной волны в спектре излучения доминирует система молекулярных полос Шумана–Рунге. Повышение скорости ударной волны ведет к появлению в спектре излучения интенсивных атомных линий. Выделены особенности временных осциллограмм для наиболее типичных линий спектра – излучения молекулярного кислорода на длине волны 213 нм (система Шумана–Рунге) и атомарного кислорода на длинах волн 394 и 645 нм.

Проведено сравнение ширины линий ЯМР протонов полутяжелой воды (HOD) в образцах 29 негеморрагических кист челюсти, 8 геморрагических кист и 19 абсцессов и исследована зависимость ширины линии от содержания жидкости и углов приложения радиочастотного поля (RF). Смеси для сравнения готовили путем добавления 0.05 мл каждой кисты или абсцесса к 0.95 мл D₂O. Приготовлена серия смесей, содержащих различные количества образца. Измерения ЯМР всех смесей на частоте 400 МГц получены с использованием только 90° радиочастотного импульса. Средние значения ширины линий кистозных групп сильно различаются (p = 0.004). Однако наблюдается умеренная разница между средними ширинами линий для негеморрагических кист и абсцессов (p = 0.048) и геморрагических кист и абсцессов (p = 0.045). Ширина линии линейно возрастает с увеличением содержания жидкости, но уменьшается с увеличением RF. Показано, что измерения ширины линии позволяют отличить кисты от абсцессов. Концентрационная зависимость ширины линии также предполагает, что быстрый химический обмен протонов между свободными и связанными молекулами HOD способствует увеличению ширины линии.

Разработаны два инновационных 96-микролунных спектрофотометрических теста с высокой производительностью для контроля качества семи фторхинолоновых антибиотиков (FQA) – левофлоксацина (LEV), норфлоксацина (NOR), ципрофлоксацина (CIP), гемифлоксацина (GEM), данофлоксацина (DAN), энрофлоксацина (ENR) и марбофлоксацина (MAR). Тест I разработан для LEV, NOR, CIP и GEM посредством образования красных комплексов металлов с FeCl₃. Тест II разработан для LEV, DAN, ENR и MAR посредством образования красных комплексов с переносом заряда с 2,3-дихлор-5,6-дициано-1,4-бензохиноном (DDQ). Реакции FQA с реагентами FeCl₃ и DDQ проводили в прозрачных 96-луночных планшетах, а поглощение окрашенных комплексов измеряли при 460 нм с использованием считывающего устройства для микропланшетов. Для обоих тестов установлены наилучшие условия реакции, при которых соблюдается закон Бера в диапазоне 10–100 мкг/лунку с коэффициентами корреляции 0.9943–0.9982. Пределы обнаружения находились в диапазоне 4.5–7.5 мкг/лунку, пределы количественного определения – в диапазоне 14.9–25.0 мкг/лунку. Оба теста показали высокую точность с относительными стандартными отклонениями (RSD) ≤ 3.4%. Точность подтверждена значениями восстановления в диапазоне 98.1–102.6% (±0.9–2.7%). Предлагаемые методы определения семи FQA в таблетках показали хорошую точность и воспроизводимость. Методы просты, экономичны и позволяют проводить высокопроизводительный анализ, поэтому они удобны для регулярного определения FQA в фармацевтических препаратах. Дополнительным преимуществом предлагаемых тестов является то, что все FQA могут быть определены в одной системе без изменения длины волны обнаружения.

Разработан комбинированный подход для идентификации и определения антибиотиков хинолонового ряда в лекарственных препаратах с использованием цифровой цветометрии твердофазной флуоресценции и хемометрического анализа. Изучена собственная флуоресценция хинолонов и сенсибилизированная хинолонами флуоресценция европия(III) на различных матрицах. Предложена тест-система, состоящая из четырех индикаторных зон. При облучении УФ-светом (365 нм) нанесенных на индикаторные зоны тест-систем растворов хинолонов наблюдается синяя на целлюлозной бумаге (ЦБ), пластинах для высокоэффективной тонкослойной хроматографии (ВЭТСХ), и розовая (ЦБ–Eu, ВЭТСХ–Eu) флуоресценция. Интенсивность флуоресценции на поверхности матриц измерена с помощью смартфона. Показана возможность использования хемометрического анализа, позволяющего сократить время анализа и визуализировать данные исследования. Обработка данных проведена методами главных компонент, иерархического кластерного анализа и метода k-среднего c применением программного обеспечения XLSTAT. Проведены идентификация и оценка содержания антибиотиков хинолонового ряда в таблетированных формах с использованием хемометрического анализа. Градуировочные зависимости в методах РСА и k-среднего имеют логарифмический вид в диапазонах определяемых содержаний 0.5–250 мкг/мл (R² ≥ 0.98). Предложена методика определения фторхинолонов в лекарственных препаратах. Относительное стандартное отклонение не превышает 0.09.

Для классификации сортов сои использована технология гиперспектральной визуализации. Получены спектры отражения четырех сортов сои из гиперспектральных изображений в диапазоне 400–1000 нм. Метод главных компонент и линейный дискриминантный анализ (LDA) позволили сделать вывод о разделимости спектральных данных сои. Спектральные данные предварительно обрабатывались с использованием мультипликативной коррекции рассеяния (MSC), сглаживания Савицкого–Голея (SG), а также одновременно MSC и SG. Модели классификации, основанные на LDA, методах опорных векторов (SVM) и k-ближайших соседей (KNN), созданы на основе полных или характерных длин волн. Совместная предварительная обработка спектральных данных MSC и SG применена для создания модели классификации SVM, основанной на полных длинах волн, которая показала точность классификации 95.19 %. Метод случайного леса использован для выбора признаков среди всех длин волн для создания модели классификации LDA с точностью 82.69 %. Показано, что метод гиперспектральной визуализации в сочетании с алгоритмами SVM, KNN и LDA может использоваться для быстрой и неразрушающей классификации различных сортов сои.

Исследованы характеристики пространственно-энергетического профиля регистрируемой энергии импульсов, отраженных от диффузно рассеивающей горизонтальной плоскости при ее наклонном освещении. Максимальный сигнал, положение максимума и размер области наилучшей видимости исследованы в зависимости от дистанции задержки при разных соотношениях между длительностями импульса и временами регистрации сигнала. Для импульсов прямоугольной формы получены аналитические результаты. Результаты, относящиеся к импульсам реальной формы, получены численными методами.

Предложена активная среда для волоконных лазеров, которая содержит структурно-активированный эпоксидный олигомер с молекулами органических красителей и отвердитель. В качестве отвердителя используется мелкодисперсное стекло с химически активированной реакционноспособными группами поверхностью при следующем соотношении ингредиентов (в массовых частях): органический краситель 0.0075-0.1, эпоксидный олигомер 8.0-31.5, мелкодисперсное стекло с химически активированной поверхностью 68.4925-91.9. Показана возможность регулирования показателя преломления сердцевины активного волокна.

Проведено теоретическое исследование инфракрасного и интерферометрического методов газового анализа. Разработаны схемные реализации приборов, а также описано экспериментальное решение проблемы получения примерно одинаковой чувствительности сигнализатора горючих газов к газовым компонентам смеси. Для рассмотренных газоанализаторов решена задача управления селективностью анализа газовых компонентов в воздушной смеси с погрешностью ~10 %.

Рассмотрены характеристики спектрометра для измерения слабого поглощения, состоящего из перестраиваемого по частоте диодного лазера и внешнего аналитического резонатора. Показано, каким образом параметры резонатора и скорость перестройки частоты влияют на чувствительность спектрометра и воспроизведение формы и ширины регистрируемой линии.

Для исследования различных проб моторного масла использованы инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье и ослабленным полным отражением в сочетании с методом главных компонент. На пять классов вязкости дифференцированы 174 образца масла 15 дорогих и недорогих коммерческих марок. Процент успешной кластеризации масел 70.6–100 %. Определены классы вязкости масел для 10 различных торговых марок. Успешная кластеризация составила от 72.5 до 100 % для 159 изученных проб масел. С точностью 100 % определены 15 образцов недорогих масел пяти торговых марок.

Проанализированы интенсивность флуоресценции, интегральная интенсивность спектральной области и максимум флуоресценции образцов растительного масла, подвергнутых нагреву в различных условиях. По времени жизни флуоресценции рассчитано время жизни фотонов растительного масла, с помощью которого можно определить, подвергался ли образец многократному нагреву при высоких температурах. Сочетание методов повышает точность обнаружения многократного нагрева, а также решает проблему ложного и пропущенного обнаружения, обеспечивая основу для обнаружения нагретого до высокой температуры растительного масла.

Исследованы структурные изменения в молибденовых стеклах с содержанием Cs₂O 0.3–0.6 мас.%, предназначенных для локализации радиоактивных отходов. Синтез стекол проведен

методом двойного плавления при 1380 °C с последующим отжигом при 600 °C. Неодим – симулятор актинида. Физические и микроструктурные свойства стекол охарактеризованы с помощью различных спектроскопических методов. Геометрическая плотность стекол 1.96–2.75 г/см³. Рентгеноструктурный анализ показывает аморфные особенности со следами кристаллических зародышей, идентифицированных как фаза повеллита CaMoO₄, которые образуются во время охлаждения стекла. ИК-Фурье-анализ выявляет основные химические связи в стеклах: Si-O-Si и O-Si-O в SiO₄, B-O-B в BO3 и Al-O-Al в AlO₄. Добавление Cs₂O увеличивает скорость полимеризации стекла, а затем снижает количество атомов кислорода без мостикового соединения. КР-спектроскопический анализ выявляет полосы поглощения MoO₄^2– в CaMoO₄. Окружающая среда Mo изменяется при добавлении Cs₂O в стекло, о чем свидетельствуют смещения полос поглощения при 319, 792 и 844 см^–1. Полоса поглощения при 700 см^–1, приписываемая удлинению SiO⁴ и AlO⁴, ослабеваетпри содержании Cs²O 0.4 и 0.6 % и сдвигается до 680–900 см^–1 из-за высокого содержания в стекле Мо, однако с ростом содержания Cs₂O увеличивается по интенсивности, нарушая щелочные позиции Са и Na. Cs остается растворимым в стекле. Таким образом, небольшое увеличение содержания Cs₂O ингибирует фазовое разделение молибдатов Na и Ca. Анализ стекол не показывает особых изменений валентностей лантаноидов, которые находятся в степени окисления +III. Добавление Cs₂O в стеклянную сетку такого вида остается проблемой согласованности ее микроструктуры. При этом ~0.6 мас.% Cs2O включено в сетку стекла без сегрегации фаз Cs₂O.

Создан тлеющий разряд атмосферного давления между катодом-раствором и полым анодом с миниатюрным потоком аргона. Исследованы спектры возбужденных частиц (NO, O, N₂, H и Ar) в плазме и характерные параметры плазмы. Показано, что аргон увеличивает спектральную интенсивность высокоэнергетических частиц в катоде и аноде. Дополнительно получены изображение плазмы и распределение звуковой частоты. По мере увеличения скорости потока аргона объем плазмы значительно уменьшается. Звуковой сигнал в высокочастотном диапазоне (~10000 Гц) ослабевает, а скорость потока аргона увеличивается. Диапазон распространения звука в области низких частот становится шире (от ~2000–3000 до ~2000–5000 Гц). Это свидетельствует о том, что аргон может влиять на стабильность плазмы и столкновение внутренних частиц. Измерены спектральные параметры – температура возбуждения электронов, температура вращения и плотность электронов. Показано, что увеличение скорости потока аргона в прикатодной области может увеличивать параметры плазмы. Температура возбуждения электронов и плотность электронов выше в прианодной области.

Разработан УФ-спектрофотометрический метод количественной оценки хризина. Изучено влияние природы растворителя на растворимость хризина. Исходный и разбавленный растворы сканировали с использованием УФ-видимого спектрофотометра для получения λ_max. Для построения калибровочной кривой регистрировали оптическую плотность образцов и с использованием программного обеспечения MS Excel и Sigma stat устанавливали регрессионную зависимость. Разработанный метод дополнительно проверен на линейность, точность, пределы обнаружения и количественной оценки, надежность. Растворимость хризина определяли при 35 °C в различных маслах, растворителях и сорастворителях. Обнаружено, что λ_max хризина в метаноле составляет 367 нм. Калибровочная кривая препарата линейна в диапазоне 2–10 мкг/мл с коэффициентом корреляции 0.991. Точность метода проверена для концентрации аналита 80, 100 и 120 % при степени извлечения 97–99.5 %. Прецизионные исследования проводились с учетом суточных и межсуточных вариаций. Надежность предложенного метода изучалась с привлечением двух аналитиков. Обнаружено, что растворимость хризина максимальна в метаноле (216.80±0.0097 мкг/мл) в сравнении с используемыми маслами, растворителями и сорастворителями. Проведенные эксперименты показывают точность и воспроизводимoсть разработанного метода. Вязкость растворителя и возможность образования водородных связей – решающие факторы, влияющие на растворимость хризина.

С использованием метода контрольных переменных получены гиперспектральные изображения беспилотных летательных аппаратов (БЛА) Rikola при различных параметрах. Для получения спек- тральных кривых полутоновых мишеней, наземных объектов, отношения сигнал/шум, информационной энтропии и резкости изображений использованы полутоновая мишень и количественная оценка качества изображения. Результаты сравнительного анализа показывают, что качество гиперспектральных данных о растительности лучше при определении времени гиперспектральной экспозиции Rikola с использованием 64% диффузной пластины, а режим зависания и круизный режим БЛА почти не влияют на качество данных. Показано, что при высоте полета в пределах 100 м над уровнем земли качество данных тем лучше, чем выше высота полета.

Потенциальный катализатор на основе фосфата железа (FePO₄) для гетерогенного фентоноподобного разложения метиленового синего (МС) получен методом низкотемпературного твердотельного синтеза. Изучены параметры, влияющие на скорость разложения МС: температура, начальный pH, наличие катализатора, концентрации H₂O₂ и МС. Приготовленный FePO₄ показал высокоэффективную каталитическую реакцию за семь циклов. Эксперимент по маскировке свободных радикалов выявил существование гидроксильного радикала (•OH) и показал, что разложение MС происходит в основном из-за окисления, вызванного •OH. Предполагается, что FePO₄ эффективен как каталитизатор разложения азокрасителя MС через фентоноподобную гетерогенную систему.

С использованием УФ-видимой и флуоресцентной спектроскопии изучены оптические свойства симметричного саламоподобного химического зонда (H₂CS) Cu²⁺ в растворе EtOH/H₂O (1:1, об./об.). Координация Cu²⁺ и H₂CS приводит к затуханию флуоресценции из-за парамагнитной природы ионов Cu²⁺. Константа связывания Cu²⁺ с сенсором H₂CS 1.17 ^. 10¹¹ M^–1, предел обнаружения 5.3 ^. 10^–8 M. При добавлении ионов Cu²⁺ УФ-видимые спектры изменяются, очевидно, из-за переноса электронов от сенсора на металлическую связь, появляется новая полоса поглощения при 372 нм. При добавлении раствора этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) к раствору H₂CS-Cu²⁺ константа связывания с ЭДТА возрастает, что приводит к высвобождению свободной молекулы сенсора и достижению затухания флуоресценции.

С использованием ширины линии сигнала электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) свободных радикалов в качестве зонда молекулярной подвижности изучена молекулярная подвижность сырой нефти. С помощью спектроскопии ЭПР, ЯМР и реометрии проанализированы образцы ароматической и парафиновой сырой нефти. Изменения ширины линии на полувысоте в зависимости от температуры демонстрируют сходное поведение для обоих образцов, что связано с различными режимами молекулярной подвижности. Результаты ЭПР по изменению вязкости в зависимости от температуры сравнивались с полученными с помощью реометрии и ЯМР. Отмечена тенденция к снижению вязкости парафинового образца при температуре, близкой к диапазону, в котором наблюдается переход из твердого состояния в жидкое при анализе ЭПР. Методика ЭПР позволяет получить более подробные данные об изменении состояния исследуемых образцов нефти, которые согласуются с полученными с помощью реометрии и ЯМР.

На основе 4-бром-1,8-нафталимида и этанамина разработан и синтезирован флуоресцентный зонд II – 6-азидо-2-(2-гидроксиэтил)-1H-бензо[де]изохинолин-1,3(2H)-дион со специфической идентификационной средой H₂S. Для синтеза реактивного флуоресцентного зонда нового типа, основанного на механизме внутримолекулярного переноса заряда, использован 4-бром-1,8-нафтимид. Эти материалы легко получить, они дешевы и могут быть синтезированы посредством простой двухстадийной реакции. Ангидрид 1,8-нафталина обладает умеренной флуоресцентной способностью, поскольку вводит электронодонорную группу в положение 4. Изменение его сопряженной системы может вызывать двухтактный электронный эффект в молекуле и приводить к очень сильному световому эффекту. Строение зонда II охарактеризовано методами ИК-спектроскопии, масс-спектрометрии и ЯМР. Предварительное тестирование осуществлено с помощью ультрафиолетовой лампы. Обнаружено, что зонд II имеет определенный специфический эффект распознавания H₂S в растворителе диметилсульфоксиде (ДМСО). После скрининга ДМСО выбран в качестве растворителя для идентификации H₂S специально для зонда. Зонд II демонстрирует зеленую флуоресценцию в растворе ДМСО. При непрерывном добавлении H2S зонд II показывает красную флуоресценцию при 510 нм, что дает сильный максимум флуоресценции, который выделяется из остальной части спектра. Показана хорошая чувствительность зонда при обнаружении H₂S (минимальная концентрация 1 ^. 10^–7моль/л). При этом десятки катионов и анионов не мешают распознаванию H₂S молекулой зонда в системе ДМСО. Зонд II может распознавать H₂S также с помощью технологии визуализации клеток.