Теоретически исследовано влияние межатомных столкновений в газовой среде на внутридоплеровские резонансы поглощения оптического излучения в тонкой газовой ячейке, которые могут быть зарегистрированы недавно разработанными методами лазерной спектроскопии. Определены ограничения на давление газовой среды, при котором влияние таких столкновений на ширину этих резонансов несущественно. Полученные результаты могут найти применение в спектроскопии сверхвысокого разрешения атомов, а также в компактных оптических стандартах частоты на основе рассматриваемых тонких газовых ячеек.

Изучено влияние архитектуры NН₂-периферического замещения производных порфина на энергию интеркомбинационного Т₁→S₀-перехода. С использованием методов квантовой химии оптимизирована молекулярная конформация 15 производных порфина и 8 производных Zn-порфина в основном синглетном (S₀) и нижнем триплетном (Т₁) состояниях, определены энергии молекулярных орбиталей, рассчитаны энергии Т₁→S₀-перехода. Установлено, что энергия Т₁→S₀-перехода уменьшается от 11700 до 6200 см^–1 при увеличении количества NН₂-групп в С_m-положениях макроцикла, причем энергия Т₁→S₀-перехода является линейной функцией взвешенной суммы индуктивной и резонансной констант Гаммета 0.2σ_I + 0.8σ_R заместителей. Соотношение индуктивного и резонансного вкладов NН₂-группы зависит от способа присоединения к макроциклу: с увеличением длины спейсера вклад резонансных взаимодействий уменьшается. Показано, что основной причиной батохромного сдвига Т₁→S₀-перехода является значительное возрастание энергии b₁-орбитали, которая имеет пучности на С_m-атомах макроцикла. Зависимость сохраняется также для Zn-порфиринов с той же архитектурой периферического замещения. Отмечено, что энергия Т₁→S₀-перехода отличается как для NH-таутомеров, так и для конформеров, различающихся расположением NН₂-групп относительно средней плоскости макроцикла. Результаты расчетов показывают перспективность экспериментальных исследований аминопорфиринов для получения новых люминофоров в ИК-области спектра. На основании полученных результатов предложен способ прогнозирования энергии Т₁→S₀-перехода для синтеза соединений с требуемыми спектрально-люминесцентными характеристиками.

В спектральном диапазоне 0.6—6.0 эВ при 300 К изучены пропускание и отражение, а также фотолюминесценция в интервале 0.8—1.7 эВ при 300 и 77 К тонких пленок теллурида кадмия, синтезированных на разных подложках методом термического испарения в квазизамкнутом объеме. Обнаружена сильная зависимость интенсивности и положения полос зона-зонной и экситонной люминесценции от качества подложки. Полосы экситонной люминесценции пленок на кремнии и стекле смещаются на 10 мэВ в коротковолновую область из-за наличия внутренних напряжений в пленках вследствие несоответствия параметров элементарных ячеек подложки и пленки. Область прозрачности сколотых со стекла пленок смещается в длинноволновую область из-за хвостов плотности электронных состояний в запрещенной зоне, обусловленных разупорядочением пленок и превышением длины волны света над величиной шероховатости пленок со стороны роста и зарождения. Исходя из полученных зависимостей интенсивности и спектрального положения линий фотолюминесценции наилучшее структурное совершенство характерно для пленок на кадмий-теллуровой подложке.

Исследовано влияние облучения различными дозами электронов с энергией 4 МэВ на процессы излучательной рекомбинации неравновесных носителей заряда в тонких пленках Cu(In,Ga)(S,Se)₂ солнечных элементов. Установлено, что близкраевая фотолюминесценция (ФЛ) в области энергий ~0.9—1.2 эВ в необлученных и облученных пленках прямозонных твердых растворов Cu(In,Ga)(S,Se)₂ обусловлена оптическими межзонными переходами и излучательной рекомбинацией через энергетические уровни дефектов структуры акцепторного и донорного типа в условиях наличия сильных флуктуаций потенциала. По данным измерения спектров ФЛ в диапазоне температур 5—300 К обнаружен эффект энергетического смещения максимумов полос близкраевой ФЛ и перераспределения их интенсивности в тонких пленках после облучения электронами с различными дозами. По данным тушения интенсивности полос ФЛ определены энергии активации процессов безызлучательной рекомбинации. Обсуждается возможная природа дефектов структуры в необлученных и облученных электронами пленках твердых растворов Cu(In,Ga)(S,Se)₂.

Для кристаллов фторида лития найдены корректные условия измерения интенсивностей люминесценции филаментов, образованных воздействием фемтосекундных лазерных импульсов. Найденные условия обеспечивают пропорциональность измеренных интенсивностей концентрациям люминесцирующих центров окраски, создаваемых в кристаллах лазерным излучением, и позволяют делать заключения о процессах, происходящих в филаментах. На всех участках филаментов обнаружены прикластерные центры окраски, свидетельствующие о наличии в филаментах наноразмерных кластеров.

Определены температурные зависимости положения полос излучения светодиодной гетероструктуры и люминофора светодиодных ламп белого света, являющиеся линейными или близкими к ним, с температурными коэффициентами K₁ = –0.38 мэВ/К, K₂ = 0.147 мэВ/К, K₃ = 0.27 мэВ/К для полос 2.7, 2.4 и 2.05 эВ соответственно. Проведены оценки перегрева активной области гетероструктур в течение времени испытаний по данным спектральных измерений. Оценки сопоставлены с результатами прямых измерений температуры. Установлено, что она возрастает на ~20 °С за период испытаний, что меньше возрастания температуры электронной подсистемы (~50 °С), в согласии с литературными данными, полученными на других типах светодиодов. Показано, что основной причиной изменения цветовой температуры излучения ламп в ходе наработки являются процессы возбуждения термического тушения люминесценции в материале люминофора.

Синтезированы тройные гибридные нанокомплексы на основе наночастиц селена (Se⁰), целлюлозного полимерного носителя (ЦПН) и фотосенсибилизатора фотодитазина (ФД) с различной последовательностью введения компонентов и их соотношением. Спектральными методами проведены сравнительные исследования спектральных характеристик этих тройных нанокомплексов с аналогичными характеристиками ФД и двойных комплексов переменного состава (ФД/Se⁰, ЦПН/ФД и ЦПН/Se⁰). Показано, что синтезированные тройные гибридные селенсодержащие нанокомплексы могут быть перспективными для фотодинамической терапии и диагностики.

Рассмотрено световое давление эванесцентной электромагнитной волны, формируемой за счет полного внутреннего отражения вблизи плоской поверхности раздела диэлектрика и жидкости, на расположенную в жидкой среде диэлектрическую сферическую наночастицу. Построены фазовые портреты двумерной системы уравнений, эквивалентной уравнению транспортировки наночастицы под действием градиентной силы светового давления эванесцентного поля с учетом силы сопротивления среды. Показано, что в зависимости от параметров лазерного излучения и материала наночастицы, взвешенной в воде, могут реализовываться различные фазовые портреты как без особых точек, так и с одной особой точкой (устойчивый фокус, устойчивый узел или седло) на фазовой плоскости.

Описан процесс создания макропористой кремниевой подложки, на которую нанесен слой диоксида титана методом атомно-слоевого осаждения. Для формирования макропористой структуры подложки применен метод электрохимического травления. Осаждение TiO₂ проведено с использованием установки SI PEALD. Морфология, структура и оптические свойства осажденной пленки TiO₂ оценены с использованием сканирующей электронной микроскопии с функцией энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, спектральной эллипсометрии в диапазоне 240—1000 нм и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР). В КР-спектрах выявлены пики 144, 194, 397, 639 см^–1, характерные для одной из модификаций TiO₂ — анатаза. На основе рассчитанных эллипсометрических параметров определены коэффициент поглощения и ширина оптической запрещенной зоны осажденной пленки.

Представлены результаты спектроскопического измерения равновесной концентрации электронов за сильной ударной волной в аргоне при скорости ударной волны 4.2 км/с и давлении перед фронтом волны 5 Торр, а также в кислороде, азоте и воздухе в диапазоне скоростей от 8.3 до 11.3 км/с при начальном давлении 0.25 Торр. Метод измерения основан на анализе уширения линии атома водорода H_β серии Бальмера в спектральной зависимости интегральной плотности излучения исследуемого газа, в который добавляется небольшое количество водорода (~1 %). Установлена зависимость концентрации электронов от скорости ударной волны в кислороде, азоте и воздухе. Проведено сравнение полученных результатов с имеющимися экспериментальными и расчетными данными.

Получены образцы окисленной бактериальной целлюлозы с различным содержанием карбоксильных групп, определены обменная емкость и степень набухания образцов. Разработана методика количественного определения наночастиц CeO₂ спектрофотометрическим методом. Изучена иммобилизация наночастиц CeO₂ на окисленной бактериальной целлюлозе. Установлена полуэмпирическая кинетическая модель, описывающая высвобождение наночастиц из матрицы.

Охарактеризованы спектральные и бактерицидные свойства ряда биокрасителей, таких как бромфеноловый синий, амидо черный 10В, метилтимоловый синий, фуксин основной, хромовый темно-синий, эозин, краситель индиго, бромфеноловый красный. Показано, что включение эозина, бромфенолового красного, индиго, рифампицина во внутреннее пространство фосфолипидных наноконтейнеров приводит к нивелированию характерных максимумов поглощения в видимой или ультрафиолетовой области для спектров этих соединений в виде водного раствора, что позволяет осуществлять визуальный и спектрофотометрический контроль за процессом включения пролекарства внутрь липосом. Конструирование ряда надмолекулярных форм пролекарств, которые представляют собой мицеллы и липосомы из модифицированных форм бактерицидного нуклеозида бривудина в различных сочетаниях, показало целесообразность использования в качестве маркера красителя индиго. Это позволило определить липосомы, сформированные из эквимолярной смеси липоконъюгата димиристоилфосфатидилбривудина с димиристоилфосфатидилхолином в качестве препаративной формы потенциального пролекарства, наиболее эффективно подавляющей рост клеток золотистого стафилококка.

Методом квантово-химического моделирования с уровнем теории Хартри–Фока HF-3c/MINIS/MINIS11(d)(Cl)/def2-SV(P)ECP(Pt), учитывающим межмолекулярное взаимодействие, с использованием программного пакета ORCA 5.03 изучено электронное строение и энергия связывания аддуктов цисплатина, хинина и фуллеренола и их трехкомпонентных систем. Путем анализа полных энергий систем и расчетных диаграмм энергий высших занятых и нижних вакантных молекулярных орбиталей как исходных компонентов, так и образуемых ими молекулярных ансамблей определены наиболее вероятные по устойчивости их сочетания. Выявлены особенности синергетических эффектов и намечены перспективы использования трехкомпонентной системы цисплатин– хинин–фуллеренол С₆₀(OH)₂₄ при проведении химиотерапии в онкологической практике.

Предложен метод анализа распределения числа фотоотсчетов (РЧФ), вычисленных по пространству (пикселям) стека флуоресцентных изображений, получаемых в процессе сканирующего измерения в флуоресцентной флуктуационной спектроскопии, позволяющий определять характеристическую яркость и количество молекул исследуемого вещества. Метод применим для эргодических систем и основан на теории анализа гистограмм счета фотонов PCH (Photon Counting Histogram), разработанного для одноточечных измерений. Выполнено тестирование метода на экспериментально полученных изображениях зеленого флуоресцирующего белка. Проведено сравнение полученных результатов с результатами одноточечного эксперимента и метода N&B (Number and Brightness), наиболее часто применяемого для численного анализа стека флуоресцентных изображений, полученных в сканирующих экспериментах. Оценки характеристической яркости и количества молекул исследуемого вещества хорошо согласуются с оценками, полученными с помощью используемых в данной области методов анализа, что позволяет сделать вывод о возможности применения теории метода PCH для анализа пространственных РЧФ, рассчитанных на основе стека изображений. Разработанный метод позволяет получать оценки исследуемых параметров на основе выделенной подобласти одного фрейма изображения.

Сформулированы интегральные уравнения Фредгольма второго рода, описывающие аномальный скин-эффект в металлических пленках на диэлектрических подложках. Разработан алгоритм численного решения уравнений, основанный на методе квадратур. В результате его применения к обработке известных из литературы экспериментальных данных спектральной эллипсометрии пленок золота различной толщины на кремниевой подложке однозначно определены плотность, время релаксации электронов проводимости и диэлектрическая проницаемость золота. Отмеченная в ряде экспериментальных работ зависимость диэлектрической проницаемости пленок золота от их толщины объясняется использованием при решении обратных оптических задач модели нормального скин-эффекта Друде, не учитывающей возбуждение объемного заряда в пленке. Исследованы оптические поля в пленках золота при различных вероятностях зеркального отражения электронов от границ пленок. Установлено, что среди сенсоров биологических растворов с конфигурацией Кречмана предпочтительны структуры, в которых вероятность зеркального отражения электронов от границы раздела металлическая пленка–жидкость стремится к единице.

Предложен экспрессный и простой метод идентификации масла и жировых продуктов растительного происхождения по их собственной флуоресценции и диффузному отражению ИК-излучения методами цветометрии и ближней ИК-спектроскопии. Для регистрации аналитического сигнала использованы устройства, напечатанные на 3D-принтере, со встроенными УФ- и ИК-светодиодными матрицами (390 и 850 нм) и смартфон с установленным приложением PhotoMetrix PRO®, а также метод ИК-Фурье-спектроскопии в ближней ИК-области (10000—4000 см^–1) с приставкой NIRA для анализа твердых образцов. Обработка спектров диффузного отражения проведена с помощью приложений TQ Analyst и The Unscrambler X. Идентификация и дифференциация исследуемых объектов осуществлена с использованием хемометрических алгоритмов — метода главных компонент (PCA) и иерархического кластерного анализа (HCA). Массовая доля жира в заявленной продукции определена с помощью одномерного и многомерного (алгоритм PLS) анализа. Установлено, что на графиках PCA и HCA фальсификаты сливочного масла находятся обособленно от натуральных продуктов и не пересекаются друг с другом на дендрограмме. Для построения градуировочной зависимости и определения концентрации молочного жира методом PLS и одномерного анализа использованы образцы сливочного масла с разной массовой долей молочного жира: 61.5, 72.5, 82.5 и 99.0 %, при этом погрешность градуировки (RMSEC) ≤ 1.31 % и прогнозных свойств RMSEP ≤ 4.45 %. Апробация рассматриваемых методов проведена с пробами сливочного масла и маслорастительных продуктов разных производителей. В случае многомерного анализа для молочных продуктов RMSEP ≤ 4.97 %, для маргарина RMSEP > 10 %. При использовании одномерного анализа относительное отклонение результатов от массовой доли жира, указанной на упаковке, не превышало 4.8 %, для маргарина данный показатель находился в пределах 96.3—96.5 %. Полученные данные коррелируют с результатами ИК-Фурье-спектроскопии.

Новые гетероядерные соединения с цианидными мостиками [Cd(NH₃)(μ-ampy)M(μ-CN)₄]_n[ampy = 3-аминометилпиридин, M: Pd(II) или Pt(II) (далее — Cd-M-ampy)] приготовлены в виде порошка и исследованы с использованием элементного анализа, колебательной (ИК-Фурье и комбинационного рассеяния) спектроскопии и термического анализа. Результаты термического анализа и колебательной спектроскопии показывают, что структурные характеристики соединения Cd-M-ampy [M: Pd(II) или Pt(II)] и синтезированного ранее Cd-Ni-ampy аналогичны друг другу. В соединениях Cd-M-ampy сфера центра иона M(II) имеет квадратно-пирамидальную геометрию, а координационная сфера иона Cd(II) — искаженную октаэдрическую геометрию. В то время как один аминный, один ампиевый и четыре цианидных лиганда координируются с ионом Cd(II), трехмерный координационный полимер образуется за счет координации этих лигандов с ионами Cd(II) и M(II). Термическая деградация соединений протекает в две стадии: деградация ampy- и аминных лигандов и высвобождение цианидных групп. 

Проведены спектроскопические исследования кристаллов SrF₂, легированных Ho³⁺, с целью их применения в твердотельных лазерах. Кристаллическая структура кристалла Ho:SrF₂ исследована методом монокристаллической рентгеновской дифракции. SrF₂ имеет кубическую структуру с пространственной группой Fm3m. Для монокристалла Ho:SrF₂ наблюдался КР-сдвиг 288 см^–1. Хосты SrF₂ с низкочастотными колебательными режимами подходят для снижения нерадиационных выбросов при максимальном увеличении радиационных выбросов. Спектр поглощения зарегистрирован в видимой области 400—800 нм с линиями поглощения при 416, 450, 468, 473, 484, 536, 638 и 643 нм. В спектре флуоресценции при λ_возб = 450 нм наблюдаются полосы излучения при 546 и 656 нм, соответствующие зеленому и красному свечению. Параметры интенсивности Ω_λ (λ = 2, 4 и 6) оценивались с использованием теории Джадда–Офельта. Для монокристалла Ho:SrF₂ расчет дает Ω₂ = 0.14×10^–20 см², Ω₄ = 3.14×10^–20 см² и Ω₆ = 3.74×10^–20 см². Вероятности радиационных переходов, радиационное время жизни и коэффициенты ветвления β_R для Ho:SrF₂ определены с помощью параметров Джадда–Офельта. Переход ⁵S₂ + ⁵F₄ → ⁵I₈ более эффективен для процессов формирования популяций из-за времени жизни (0.26 мс) и более высоких коэффициентов ветвления (~82.86%). Установлено, что Ho:SrF₂ является перспективным кристаллом для твердотельных лазеров, излучающих в зеленой и красной областях спектра.

Методом твердофазных реакций синтезирован новый класс люминофоров BaLiZn₃(BO₃)₃:RE (RE = Sm³⁺, Tb³⁺, Dy³⁺ и Pb²⁺). Незначительные концентрации различных редкоземельных (Tb³⁺, Dy³⁺ и Sm³⁺) ионов и ионов переходных металлов (Pb²⁺), активированных в матрице-хозяине BaLiZn₃(BO₃), охарактеризованы с помощью рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и фотолюминесцентной спектроскопии. Результаты XRD люминофоров BaLiZn₃(BO₃)₃:RE (RE = Sm³⁺, Tb³⁺, Dy³⁺ и Pb²⁺) подтверждают наличие моноклинной фазы у всех образцов. СЭМ-исследования показывают, что морфология синтезированных люминофоров неравномерна. Из спектров фотолюминесценции и ее возбуждения видно, что люминофоры могут эффективно возбуждаться светодиодами ближнего УФ-диапазона и обладают эффективным оранжево-красным (Sm³⁺, ⁴G_5/2 → ⁶H_7/2), зеленым (Tb³⁺, ⁵D₄ → ⁷F₅), желтым (Dy³⁺, ⁴F_9/2 → ⁶H_13/2) и синим (Pb²⁺, ³P₁ → ¹S₀) свечением. Полученные люминофоры могут использоваться в белых светодиодах, возбуждаемых излучением ближнего УФ-диапазона.

Исследованы структурные и фотолюминесцентные свойства синтезированных жидкокристаллических (ЖК) соединений п-(н-гептил)бензойной кислоты с гомогенной дисперсией наночастиц (НЧ) ZnO в концентрациях 1–2.5 мас.%. Образцы охарактеризованы с помощью рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей электронной микроскопии (SEM), УФ-видимой спектроскопии (UV-Vis), дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC), поляризационной оптической микроскопии, ИК-Фурье-спектроскопии (FT-IR) и фотолюминесцентной спектроскопии (PL). Наблюдаемые дифракционные пики хорошо разрешены, что указывает на присутствие НЧ ZnO, размер частиц 60 нм. SEM-исследования выявили равномерную дисперсию и наличие НЧ ZnO в ЖК-образцах. На основе DSC-анализа оценены температуры фазовых превращений и соответствующие значения энтальпии. Спектры FT-IR дают информацию о различных функциональных группах, присутствующих в образцах. В спектрах PL максимум при 663 нм обусловлен наличием точечных дефектов внутри запрещенных вакансий и междоузлий, известных как эмиссия глубоких уровней.

Методом соосаждения синтезированы наночастицы порошка MnFe_2–xYb_xO₄ (x = 0, 0.025, 0.075, 0.1 и 0.2) различных размеров. Влияние легирующей добавки Yb³⁺ на свойства феррита марганца охарактеризовано методами рентгеновской дифракции (XRD), ИК-Фурье-спектроскопии (FT-IR), КР-спектроскопии и фотолюминесцентной (ФЛ) спектроскопии. Образцы имеют кубическую структуру с пространственной группой симметрии Fd3m, размеры 24.8–34.7 нм и плотность 5.07– 5.49 г/см³. ИК-Фурье-анализ указывает на наличие двух полос поглощения в диапазоне 400–600 см^–1, которые характерны для ферритов. Полоса v₂ (мода растяжения Fe-O в октаэдрической позиции) смещается в сторону меньшего волнового числа, что подтверждает заселенность октаэдрической позиции более крупными ионами Yb³⁺. Пики КР наблюдались при 228, 295, 405, 502 и 634 см^–1 для нелегированного феррита марганца. В соответствии с КР-спектрами ионы Mn²⁺ занимают октаэдрические (B) позиции, замещая ионы Fe³⁺. Обнаружено, что редкоземельные ионы преимущественно занимают октаэдрические позиции. Смещение КР-полос преимущественно связано с большими радиусами редкоземельных ионов по сравнению с ионами Fe³⁺ и Mn²⁺, а смещение пиков указывает на присутствие Yb³⁺ в октаэдрической позиции. В спектре ФЛ наблюдается излучение при 560 нм с ростом интенсивности при увеличении содержания примеси Yb³⁺, что может быть связано с включением Yb³⁺ в структуру шпинели, приводящим к излучательной рекомбинации в желтой области электромагнитного спектра.

Изучено усиление сигнала лазерно-искровой эмиссионной спектроскопией (ЛИЭС) за счет применения электрического поля малой мощности в зоне формирования плазмы в сочетании с использованием наночастиц на поверхности образца. Исследованы образцы, состоящие из порошка металлического Zn в качестве матричного элемента с включением небольших количеств Ca в виде CaCO₃. Сочетание двух методов приводит к 3.5-кратному усилению ЛИЭС-сигналов для образцов, содержащих 0.05 мас.% CaCO₃, при воздействии электрического поля напряженностью 60 В/см с наночастицами на поверхности.

Разработаны методы УФ-спектрометрии и высокоэффективной жидкостной хроматографии с обращенной фазой (ОФ-ВЭЖХ) для оценки противовирусного препарата умифеновира. УФ-спектрофотометрические эксперименты проведены при максимуме поглощения 223 нм с использованием растворителя метанола. Обнаружено, что закон Бера выполняется в диапазоне концентраций 2—12 мкг/мл с коэффициентом корреляции r² = 0.9995. Для хроматографического разделения в изократическом режиме использована колонка С-18 (250 мм, 4.6 мкм, 5 мкм). Смесь в соотношении 60:40 состояла из ацетонитрила и 0.1% триметиламина (рН доводили до 2.7 добавлением ортофосфорной кислоты) в качестве подвижной фазы, скорость потока 1 мл/мин. Поддерживали температуру 25°C, а детектирование при длине волны 223 нм осуществляли с помощью детектора PDA. Предполагаемый процент содержания препарата близок к 100 %, что соответствует заявленному на этикетке таблетки, изготовленной в лаборатории. Разработанные методы можно применять при рутинной оценке объема и состава умифеновира.

Усовершенствованная хемометрическая модель, основанная на ратиометрическом гигантском комбинационном рассеянии (SERS), разработана для количественного определения глюкозы в образцах сыворотки крови. В отсутствие глюкозы это в основном сигнал SERS наночастиц серебра (НЧ Ag)–о-фенилендиамина (OPD). При добавлении глюкозы глюкозооксидаза расщепляет ее с образованием перекиси водорода (H₂O₂), которая окисляет OPD с образованием 2,3-диаминофеназина (DAP) в присутствии НЧ Ag. Сгенерированный DAP демонстрирует новый сильный сигнал SERS и изменяет соотношение пиков комбинационного рассеяния между DAP и OPD. Без использования внутреннего стандарта усовершенствованная хемометрическая модель уменьшает флуктуации интенсивности SERS и позволяет точно предсказать концентрацию глюкозы в образцах сыворотки крови с выходом в диапазоне 92.8—104.8 %. Точность количественных результатов, полученных с помощью предлагаемого метода, сопоставима с точностью эталонного метода измерения глюкометром. Предложенный сенсор показывает высокую чувствительность и селективность обнаружения глюкозы с пределом обнаружения LOD = 0.28 мкМ. Представленный сенсор SERS демонстрирует большие перспективы в определении метаболитов, связанных с H₂O₂, в реальных образцах сыворотки крови.

Композитные подложки TiN-Ag@Ag изготовлены методом аммиачно-восстановительного азотирования с последующим электрохимическим осаждением и охарактеризованы методами рентгеновской дифракции, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии и спектрофотометрии в УФ-видимой области. ГКР-активность этих подложек оценена с использованием ибупрофена в качестве молекулызонда. Размер частиц Ag, полученных электрохимическим осаждением, составлял  ~1 мкм, а наночастицы Ag со средним размером 100 нм равномерно распределялись по поверхности пленок TiN-Ag. КР-сигнал ибупрофена значительно усиливался, минимальная детектируемая концентрация ибупрофена 10^–5 М. Механизм усиления ГКР композитной подложки TiN-Ag@Ag проанализирован с помощью УФ-фотоэлектронной спектроскопии и теории функционала плотности, реализованной в программном обеспечении Gaussian. Перенос заряда и эффект локального электромагнитного поля в целом привели к усилению ГКР-сигнала ибупрофена.

Спиртовой экстракт семян Mangifera indica использован в качестве восстанавливающего и стабилизирующего агента для получения наночастиц (НЧ) оксида цинка (ZnO). НЧ ZnO исследованы с использованием методов УФ-видимой спектроскопии, ИК-Фурье-спектроскопии (FT-IR), рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей электронной микроскопии (SEM) и просвечивающей электронной микроскопии (TEM). Взаимодействие фитохимических компонентов растительных экстрактов, обеспечивающее биологическое восстановление ионов металлического цинка до ZnO, выявлено путем исследования поглощения в УФ-видимой области. Согласно результатам FT-IR, в области отпечатков пальцев ниже 1000 см^–1 проявляется характерное для оксидов металлов поглощение, обусловленное межатомными колебаниями. Частицы оказались кристаллическими, а форма “рисовых зерен” НЧ ZnO подтверждена методами XRD, SEM и TEM. Цитотоксический эффект НЧ ZnO проверен с использованием клеточной линии SKMEL-28, для которой IC₅₀ = 32.686 мкг/мл, для типичной клеточной линии L6 IC₅₀ = 49.011 мкг/мл. Синтезированные НЧ подвергнуты двойному окрашиванию (акридиновый оранжевый/бромид этидия) для изучения апоптотической активности. Результаты демонстрируют конденсацию хроматина и пузырение мембран.

Методом полива из раствора получены пленки на основе поливинилхлорида, модифицированные ZnO-гидроксиапатитом, стабилизированным хитозаном (ZnO-Hap/CS). Полученный композит демонстрирует наилучшие характеристики УФ-экранирования, значительно снижает активность фотокаталитического разложения ZnO. Подход перспективен для получения наночастиц ZnO с превосходными характеристиками блокирования УФ-излучения и низкой активностью фотокаталитического разложения.

Для повышения надежности результатов спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона (NIRS), на которые оказывает влияние фоновое содержание воды в образцах, смоделированы типичные образцы биологической воды, содержащие гемоглобин (Hb), глюкозу (Glc) и дистиллированную воду. Использованы четыре алгоритма выбора спектральных переменных: CARS, RF, GA и VIP, для определения характерных полос, устойчивых к помехам воды, при комбинировании с методом частичных наименьших квадратов (PLS) для построения модели надежного количественного определения Hb. Применимость и достоверность модели подтверждены с использованием трех прогнозных наборов P1, P2, P3 с различным водным фоном (метод составления и состав оставались прежними, последовательно увеличивалось лишь содержание воды). Показано, что с помощью алгоритмов RF, GA и VIP можно исключать характерные длины волн Hb с низкой чувствительностью к изменениям количества воды и успешно корректировать влияние воды, однако из-за большого количества характеристических переменных исключается и большое количество избыточных переменных, в том числе переменных, относящихся к помехам воды, что в конечном итоге делает модель несовершенной. Алгоритм CARS показывает лучшие результаты, а RMSEP трех прогнозных наборов составляет 0.016, 0.017 и 0.038, что ближе к RMSECV калибровочного набора. Следовательно, NIRS в сочетании с выбором переменных может уменьшить влияние воды на надежность модели и повысить точность прогнозирования модели методом выбора эффективных интервалов волновых чисел, а CARS может быть одним из идеальных алгоритмов для решения таких задач.

Для классификации и определения типа и содержания нефтяных углеводородных примесей в поверхностном слое почвы обычно используется флуоресцентная спектрометрия. Для исследования выбраны три распространенных моторных масла, доступных на рынке: трансмиссионное масло Loxson L-CKC220, моторное масло APSIN 10W-40 и масло Jaguar 200 SF MA 15W-40. Спектры флуоресценции масел получены с использованием метода индуцированной флуоресценции, длины волн выбраны с помощью генетического алгоритма (GA), модели обнаружения построены путем объединения регрессионных алгоритмов RF, AdaBoost и GBDT для классификации, идентификации и анализа прогнозирования концентрации масла. Средняя точность классификации и идентификации масел CKC220, APSIN 10W-40 и Jaguar 200 SF MA 15W-40 составляет 83.9, 97.8 и 92.2% соответственно. Сравнительный анализ результатов прогнозирования трех моделей регрессии концентрации показывает высокую точность прогнозирования всех алгоритмов. GA в сочетании с GBDT имеет наилучшие показатели прогнозирования для масел CKC220, APSIN 10W-40 и Jaguar 200 SF MA 15W-40 и улучшает точность прогнозирования на 62.7, 42.3 и 48.3% по сравнению с выбором длины волны без использования GA. Предложенный метод выбора длины волны на основе GA в сочетании с алгоритмами машинного обучения имеет высокую надежность и точность для классификации загрязнений моторного масла в почвах.

Композиты α-nBACoPc/SnO₂ синтезированы in situ и охарактеризованы с помощью ИК-Фурье-спектроскопии (FT-IR), рентгеновской дифракции (XRD), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) и подтверждены нагрузкой аминофталоцианина кобальта на SnO₂. Для экспериментов по фотокаталитическому разложению в качестве моделируемого загрязнителя использован родамин Б. Композит показал высокую скорость фотокаталитической деградации (83.3%) по сравнению с α-nBACoPc и SnO₂ в отдельности. Связь Co-O в композиционном материале усиливает перенос электронов от фталоцианина в зону проводимости SnO₂, улучшая утилизацию света и усиливая синергетическое действие фталоцианина кобальта и SnO₂. Композиты продемонстрировали хорошую стабильность и пригодность к вторичной переработке.

Представлена портативная автономная КР-система с временным стробированием, которая состоит из импульсного лазера с пассивной модуляцией добротности, затвора ICMOS, спектрометра и телескопа, размерами 476.5×321.5×219.3 мм и весом 23.2 кг. Для подтверждения эффективности разработанной портативной КР-системы с временным стробированием проведено детектирование на различных рабочих расстояниях и в различных количествах взрывчатых веществ. Высокие уровни идентификации достигнуты даже при дозе 0.1 мг на расстоянии 10 м. Смоделированы реалистичные столкновения в возможной зоне боевых действий с целью проверки способности системы распознавать образцы карбамида на различных подложках, таких как алюминиевая пластина, ксилография, картон, черная ткань и лист.