Научная тема: «СПЕКТРОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЛИМЕРНЫХ СЛОЯХ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ, ОТОБРАЖЕНИЯ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ»
Специальность: 02.00.05
Год: 2011
Отрасль науки: Химические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. В электронных спектрах полианилина в диапазоне 300-900 нм выделеныобласти отвечающие основным фрагментам химической структуры егомакромолекулы при различных уровнях допирования, участвующим вспектроэлектрохимических превращениях: <300 нм - %-%*-переходы в бензольных или хиноидных кольцах для лейкоэмеральдиновой и пернигра-нилиновой форм ПАн, соответственно; 325-340 нм - *-**-переходы в бензольных кольцах для эмеральдиновой формы ПАн; 430-435 нм - катион-радикалы; 530-570 нм - экситонное поглощение в хиноидных кольцах;660-665 нм - димеры катион радикалов; 750-760 нм - локализованные поляроны; >900 нм - делокализованные поляроны, отвечающие межцепной (трехмерной) делокализации носителей заряда.
  2. На основе вышеприведенных данных комплексного анализа спектроэлек-трохимического поведения пленок полианилина предложена схема электрохимических и химических превращений, происходящих на первой и второй стадиях электрохимического окисления/восстановления полианилина и показано, что электрохимические процессы, отвечающие пикам тока на циклической вольтамперной кривой, имеют сложную природу и вызывают несинхронные спектральные изменения в нескольких областях спектра.
  3. Использование полимерных сульфокислот различного строения при синтезе полианилина, наряду со значительным улучшением механических свойств получаемых пленок, приводит к заметному ускорению полимеризации за счет предварительной ассоциации молекул анилина с сульфо-группами поликислоты и позволяет целенаправленно модифицировать его спектральные, электрохимические и другие физико-химические характеристики, что связано с образованием интерполимерных комплексов между полианилином и поликислотами.
  4. Жесткость полимерного остова поликислоты оказывает определяющее влияние на ход и скорость химического и электрохимического синтеза интерполимерных комплексов полианилина. Увеличение жесткости молекулы поликислоты приводит также к перераспределению электронного поглощения получаемых пленок из области локализованных поляронов (около 750 нм) в область делокализованных поляронов (ближняя ИК-область), а также к снижению интенсивности второй стадии окисления полианилина в результате затрудненного образования хиноидных фрагментов в интерполимерных комплексах с жесткоцепными поликислотами.
  5. Пленки интерполимерных комплексов полианилина обладают уникальными спектроэлектрохимическими характеристиками (интенсивное регулируемое поглощение в ближней ИК-области), позволяющими использовать их для модуляции теплового излучения.
  6. При термическом испарении полианилина в вакууме происходит разрушение трехмерной молекулярной структуры полимера с образованием коротких (не более 16 звеньев) олигомерных фрагментов, а также изменение степени его окисления (снижение содержания хиноидных фрагментов) в результате преобладания процесса гидролитического разрыва иминных связей за счет сильно связанной воды.
  7. Восстановление спектроэлектрохимических и других характерных физико-химических характеристик полианилина в термически напыленных слоях происходит при их химическом или электрохимическом окислении, причем наилучшие результаты достигаются при циклических изменениях степени окисления полимера или сочетании окисления с циклическими изменениями степени его кислотного допирования. Циклические изменения конформации макромолекулы полианилина, происходящие при таком циклическом воздействии, способствуют восстановлению трехмерной молекулярной структуры полимера.
  8. Механизмы спектроэлектрохимических процессов формирования изображения в полупроводниковых фотоэлектрохимических фотографических системах (на примере устройства на основе CdSe), а, следовательно, и чувствительность систем, в существенной степени зависят от взаимного расположения энергетических уровней полупроводника и редокс-компонентов в регистрирующем слое, которое определяет скорость процесса переноса заряда через границу раздела фотопроводник/электролит.
  9. Форма спектральной зависимости фототока в системе SnO2/CdSe/электролит зависит от направления освещения структуры, что обусловлено различием в скоростях поверхностной рекомбинации в слое CdSe вблизи границ раздела SnO2/CdSe и CdSe/электролит.
  10. Фотографическая чувствительность полупроводниковой фотоэлектрохимической фотографической системы (на примере устройства на основе CdSe) существенно зависит от распределения приложенного напряжения между фотопроводниковым и регистрирующим слоем. Это определяется зависимостью коэффициента фотоэлектрического усиления в фотопроводниковом слое от приложенного напряжения.
  11. Фотоэлектрохимическая коррозия фотопроводникового электрода полупроводниковой фотоэлектрохимической фотографической системы сильно изменяет ее фотографические характеристики. Защита фотоэлектрода слоем золота при условии освещения полупроводника со стороны прозрачной проводящей подложки позволяет предотвратить фотоэлектрохимическую коррозию и для ряда случаев приводит к увеличению фотографической чувствительности
Список опубликованных работ
1)Некрасов А.А., Иванов В.Ф., Ванников А.В. «Сравнение двух режимов работы фотоэлектрохромного устройства на основе селенида кадмия» // Электрохимия. 1986. Т. 22. №7. С. 940-943.

2)Иванов В.Ф., Некрасов А.А., Ванников А.В. «Фотохарактеристики структуры CdSe/Se/электролит при различных направлениях освещения области контакта полупроводников» // Электрохимия. 1989. Т. 25. №10. С. 1381-1386.

3)Некрасов А.А., Иванов В.Ф., Ванников А.В. «Фотохарактеристики структуры SnO2/CdSe/Au/электролит при освещении со стороны слоя SnO2» // Электрохимия. 1991. Т. 27. №2. С. 240-245.

4)Некрасов А.А., Иванов В.Ф., Ванников А.В. «Спектральные характеристики структуры SnO2/CdSe/электролит при различных направлениях освещения» // Электрохимия. 1991. Т. 27. №2. С. 246-251.

5)Некрасов А.А., Иванов В.Ф. «Влияние направления экспонирующего освещения на чувствительность полупроводникового фотоэлектрохимического фотографического устройства на основе селенида кадмия» // Журн. Науч. и Прикл. Фотографии. 1991. Т. 37. №5. С. 393-397.

6)Nekrasov A.A., Ivanov V.F., Vannikov A.V. “Semiconductor Photoelectro-chemical Photographic Device Based on Cadmium Selenide” // J. Photogr. Sci. 1993. V. 41. No.2. P. 43-47.

7)Иванов В.Ф., Кучеренко Ю.А., Некрасов А.А., Ванников А.В. «Влияние pH водных растворов хлорной кислоты на процесс электроокрашивания полианилина» // Электрохимия. 1990. Т. 26. №6. С. 732-737.

8)Иванов В.Ф., Кучеренко Ю.А., Некрасов А.А., Ванников А.В. «Спектральные характеристики полианилиновых пленок при периодическом изменении потенциала» // Электрохимия. 1992. Т. 28. №1. С. 44-49.

9)Иванов В.Ф., Кучеренко Ю.А., Некрасов А.А., Ванников А.В. «Влияние pH на процесс электрохимического обесцвечивания пленок полианилина» // Электрохимия. 1992. Т. 28. №1. С. 50-53.

10)Ivanov V.F., Kucherenko Yu.A., Nekrasov A.A., Vannikov A.V. “Influence of pH on the Spectroelectrochemical Behavior of polyaniline” // Bull. Electro-chem. 1992. V. 8. No.6. P. 278-281.

11)Ivanov V.F., Gribkova O.L., Nekrasov A.A., Vannikov A.V. “Comparative spectroelectrochemical investigation of vacuum evaporated and electrochemi-cally synthesized electrochromic polyaniline films” // J. Electroanal. Chem. 1994. V. 372. No. 1-2. P. 57-61.

12)Nekrasov A.A., Ivanov V.F., Gribkova O.L., Vannikov A.V. “Fractionating vacuum thermal deposition of polyaniline films. Effect of post-deposition acid-base treatment” // Synth. Met. 1994. V. 65. No. 1. P. 71-76.

13)Ivanov V.F., Nekrasov A.A. Gribkova O.L. Vannikov A.V. “Spectroelectro-chemical, ESR and conductivity investigations of thin films of vacuum deposited polyaniline” // Electrochim. Acta. 1996. V. 41. No. 11-12. P. 1811-1814.

14)Nekrasov A.A., Ivanov V.F., Gribkova O.L., Vannikov A.V. “Electrochemical and chemical synthesis of polyaniline on the surface of vacuum deposited polyaniline” // J. Electroanal. Chem. 1996. V. 412. No. 1-2. P. 133-137.

15)Иванов В.Ф., Некрасов А.А., Грибкова О.Л., Ванников А.В. «Электрохимический синтез полианилина на напыленных слоях полианилина» // Электрохимия. 1996. T. 32. №8. С. 932-935.

16)Иванов В.Ф., Гонтарь И.В., Некрасов А.А., Грибкова О.Л., Ванников А.В., «Изменения степени окисления азотсодержащих фрагментов полианилина при его термическом напылении на ситалловые подложки» // ЖФХ. 1997. Т. 71. №1. С. 133-135.

17)Ivanov V.F., Nekrasov A.A., Gribkova O.L., Vannikov A.V. “Electrochromic Properties Of Vacuum Evaporated Polyaniline Films” // Synth. Met. 1997. V. 83. No. 3. P. 249-251.

18)Грибкова О.Л., Некрасов А.А., Иванов В.Ф., Ванников А.В. «Определение молекулярной массы термически напыленного полианилина» // ВМС Сер. Б. 1997. Т. 39. №5. С. 872-875.

19)Ivanov V.F., Gribkova O.L., Nekrasov A.A., Vannikov A.V. “Filament-like structure formation in vacuum thermally evaporated thin films of polyaniline during oxidation in nitric acid” // Mendeleev Commn. 1998. No.1, P. 4-5.

20)Nekrasov A.A., Ivanov V.F., Gribkova O.L., Vannikov A.V. “Spectroelectro-chemical study of vacuum deposited polyaniline films subjected to post-deposition treatment by HNO3” // Electrochim. Acta. 1999. V. 44. No. 13. P. 2317-2326.

21)Nekrasov A.A., Ivanov V.F., Vannikov A.V. “Analysis of the structure ofpolyaniline absorption spectra based on spectroelectrochemical data” //J. Electroanal. Chem. 2000. V. 482. No.1. P. 11-17.

22)Ivanov V.F., Nekrasov A.A., Cheberyako K.V., Gribkova O.L., Vannikov A.V. “On The Nature Of Heterogeneity In Vacuum Deposited Polyaniline Films” // Proc. Mater. Res. Soc. 2000. V. 600. P. 221-228.

23)Некрасов А.А., Иванов В.Ф., Ванников А.В. «Выделение индивидуальных компонентов в электронных спектрах поглощения полианилина на основе спектроэлектрохимических данных» // Электрохимия. 2000. T. 36. №8. С. 1001-1007.

24)Ivanov V.F., Cheberjako K.V., Nekrasov A.A., Vannikov A.V. “Formation of the heterogeneous structure of the vacuum deposited polyaniline films” // Synth. Met. 2001. V. 119. No. 1-3. P. 375-376.

25)Ivanov V.F., Tcheberiako K.V., Nekrasov A.A., Vannikov A.V. “Multilevel heterogeneity in the electrochromic polyaniline films” // Proc. SPIE. 2001. V. 4511. P. 187-194.

26)Nekrasov A.A., Ivanov V.F., Vannikov A.V. “A comparative voltabsorptomet-ric study of polyaniline films prepared by different methods” // Electrochim. Acta. 2001. V. 46. No. 20-21. P. 3301-3307.

27)Nekrasov A.A., Ivanov V.F., Vannikov A.V. “Effect of pH on the structure of absorption spectra of highly protonated polyaniline analyzed by the Alentsev-Fock method” // Electrochim. Acta. 2001. V. 46. No. 26-27. P. 4051-4056.

28)Иванов В.Ф., Некрасов А.А., Ванников А.В., Трофимов Ю.В., Тверской В.А. «Сенситометрические характеристики полупроводникового фото-электрохромного устройства на основе селенида кадмия при различных концентрациях электролита» // Журн. Науч. и Прикл. Фотографии. 2002. Т. 47. №1. С. 66-70.

29)Ivanov V.F., Gribkova O.L., Nekrasov A.A., Vannikov A.V., Meshkov G.B., Yaminsky I.V. “Multilevel Redox Heterogeneity In Polyaniline Films: From Molecular To Macroscopic Scale” // Mater. Sci. Eng. C. 2003. V. 23. No. 6-8. P. 953-957.

30)V.F. Ivanov, A.A. Nekrasov, K.V. Tcheberiako, A.V. Vannikov, A.S. Posed’ko, S.I. Lishik, Yu.V. Trofimov “Sensitometric Characteristics Of All-Solid Photoelectrochromic Pixel For Electrochromic Light Addressable Display” // J. of the SID. 2003. V. 11. No. 1. P. 11-14.

31)Некрасов А.А., Иванов В.Ф., Грибкова О.Л., Ванников А.В. «О роли димеров катион-радикалов в процессе электрохимического окисления-восстановления полианилина: данные метода циклической вольтабсор-птометрии в присутствии различных противоанионов» // Электрохимия. 2004. Т. 40. №3. С. 284–293.

32)Иванов В.Ф., Грибкова О.Л., Чеберяко К.В., Некрасов А.А., Тверской В.А., Ванников А.В. «Матричный синтез полианилина в присутствии по-ли-(2-акриламидо-2-метил-1-пропан)-сульфоновой кислоты» // Электрохимия. 2004. Т. 40. №3. С. 339–345.

33)Яблоков М.Ю., Иванов В.Ф., Чеберяко К.В., Грибкова О.Л., Некрасов А.А., Ванников А.В., Томилин М.Г. «Процесс самоорганизации и анализ морфологии вакуумно-напыленных пленок полианилина» Электрохимия. 2004. Т. 40. №3. С. 393–395.

34)Иванов В.Ф., Грибкова О.Л., Некрасов А.А., Исакова А.А., Ванников А.В. «Электрохимический синтез полианилина в присутствии поли-(2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфокислоты)» // Исследовано в России. 2004. Т. 7. С. 1568-1576 (http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/144.pdf).

35)Nekrasov A.A., Ivanov V.F., Gribkova O.L., Vannikov A.V. “Voltabsorp-tometric study of “structural memory” effects in polyaniline” // Electrochim. Acta. 2005. V. 50. No.7-8. P. 1605-1613.

36)Ivanov V.F., Gribkova O.L., Novikov S.V., Nekrasov A.A., Isakova A.A., Vannikov A.V., Meshkov G.B., Yaminsky I.V. “Redox heterogeneity in poly-aniline films: from molecular to macroscopic scale” // Synth. Met. 2005. V. 152. No. 1-3. P. 153-156.

37)Грибкова О.Л., Некрасов А.А., Исакова А.А., Иванов В.Ф., Ванников А.В. “Особенности электрохимического синтеза полианилина в присутствии поли-(2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфокислоты) и спектроэлектро-химические характеристики получаемых пленок” // Электрохимия. 2006. Т. 42. С. 1208–1215.

38)Gribkova O.L., Meshkov G.B., Ivanov V.F., Nekrasov A.A., Isakova A.A., Vannikov A.V., Yaminsky I.V. “Nanoobjects of interpolymer complexes of polyaniline and PAMPSA in aqueous solutions”, J. Phys.: Conf. Ser. 2007. V. 61. P. 359–363.

39)A.A. Nekrasov, O.L. Gribkova, T.V. Eremina, A.A. Isakova, V.F. Ivanov, V.A. Tverskoj and A.V. Vannikov “Electrochemical synthesis of polyaniline in the presence of poly(amidosulfonic acid)s with different rigidity of polymer backbone and characterization of the films obtained” Electrochim. Acta. 2008. V. 53. No. 11. P. 3789-3797.

40)Исакова А.А., Грибкова О.Л., Некрасов А.А., Иванов В.Ф., Тверской В.А., Ванников А.В. «Электрохимический синтез и спектроэлектрохими-ческие свойства наноструктурированных полианилиновых слоев в присутствии полиамидосульфокислот различного строения» // Физикохимия поверхности и защита Материалов 2008. Т. 44. №6. С. 615–619.

41)Некрасов A.A., Иванов В.Ф., Грибкова О.Л., Ванников А.В. «Полимерные твердотельные электрохромные устройства различного назначения» // Альтерн. Энерг. Экол. 2009. Т. 76. №8. С. 184-189.

42)Иванов В.Ф., Некрасов А.А., Грибкова О.Л., Исакова А.А., Ванников А.В. «Спектроэлектрохимические исследования пленок на основе матрично синтезированного полианилина, предназначенных для использования в электрохромных светофильтрах» // Альтерн. Энерг. Экол. 2009. Т. 76. №9. С. 166-171.

43)Иванов В.Ф., Грибкова О.Л., Некрасов А.А., Лыпенко Д.А., Мальцев Е.И., Ванников А.В. «Способ нанесения инжектирующего слоя для полимерных электролюминесцентных диодов» // Пат. 2352027 (Россия). 2009.

44)Nekrasov A.A., Gribkova O.L., Ivanov V.F., Vannikov A.V. “Electroactive films of interpolymer complexes of polyaniline with polyamidosulfonic acids: advantageous features in some possible applications” // J. Solid State Electro-chem. 2010. V. 14. No. 14. P. 1975-1984.

45)Разова А.Б., Грибкова О.Л., Некрасов А.А., Иванов В.Ф., Тверской В.А., Ванников А.В. «Влияние структуры поликислоты на синтез и свойства интерполимерных комплексов полианилина» Физикохимия Поверхности и Защита Материалов. 2010. Т. 46. №5. С. 467–472.

46)Некрасов А.А., Ванников А.В. «Спектроэлектрохимические процессы в слоях полианилина, полученных различными методами» // Электрохимия. 2011. Т. 47. №1. С. 3–17.