3.1. Multifunctional nanomaterials
Purpose:
Expected results:Release of new product: material
Stage 1:Аналіз літературних даних дослідження сцинтиляційного процесу в нанорозмірних ділянках радіаційного збудження. Розробка та вдосконалення експериментальних методів дослідження сцинтиляційних властивостей об’єктів різних розмірів. Розробка експериментальних методів дослідження агрегації наночастинок різної природи в рідкокристалічних матрицях та побудова відповідних теоретичних моделей. Синтез макро- і нанорозмірних зразків твердих розчинів катіонних і аніонних домішок у ґратах CsІ. Розробка методів введення активованих нанокристалів у пористі склокерамічні матриці. Дослідження особливостей прояву та встановлення величини екситон-фононної взаємодії в молекулярних нанокластерах (J-агрегатах).
Stage 2:Отримання макророзмірних об’єктів – органічних сцинтиляційних монокристалів, композиційних сцинтиляторів та дослідження їхніх сцинтиляційних характеристик. Дослідження взаємодії іонів активатора в об’ємі нанокристала, впливу оточення. Оптимізація складу та умов отримання рідкокристалічних систем з наночастинками. Люмінесцентні властивості макро- і нанорозмірних зразків кристалів CsІ, активованих одновалентними катіонними домішками. Відпрацювання методів формування J-агрегатів різних барвників в матрицях (полімерних плівках, нанопористій склокерамиці, зворотних міцелах). Пошук барвників, що будуть використатися в якості екситонних пасток. Визначення впливу взаємодії екситонів з решіткою на формування люмінесценції J-агрегатів.
Stage 3:Експериментальне вивчення формування треків та ефекту гасіння в треках іонізуючих часток, яке базується на порівнянні результатів для збудження, коли трек формується (альфа-частинки, протони віддачі) і коли він не формується (гамма-, бета-збудження). З’ясування механізмів впливу надмолекулярної самоорганізації на люмінесцентні властивості рідкокристалічних систем. Радіаційно-стимульовані процеси в нанорозмірних кристалах CsІ, активованих полівалентними катіонами. Дослідження спектрально-люмінесцентних властивостей композитних матеріалів на основі активованих склокерамічних матриц. Дослідження екситонного транспорту в J-агрегатах, сформованих в різних матрицях, за допомогою барвників - екситонних пасток. Визначення факторів впливу на міграцію екситонів в J-агрегатах
Stage 4:Розробка сцинтиляційних систем із різним розміром сцинтилюючих частинок (до нанорозмірних) для перевірки отриманих результатів із макросистемами. Розробка та дослідження рідкокристалічних систем з фотокерованими структурними перетвореннями на нано- і мікрорівнях. Абсорбційні й люмінесцентні властивості нанорозмірних кристалів CsІ, активованих полівалентними катіонами. Визначення можливості керування люмінесцентними характеристиками J-агрегатів за рахунок розмірного ефекту
Stage 5:Детальний аналіз результатів дослідження сцинтиляційного процесу в органічних сцинтиляторах з позиції "гасіння, яке відбувається у нанорозмірних ділянках треку частинки". Розробка біоеквівалентних детекторів випромінювань на основі гетерострукткрованих рідкокристалічних систем. Вплив зовнішніх факторів на властивості нанорозмірних активованих діелектричних кристалів. Дослідження сцинтиляційних та фотосенсибілізаторних властивостей молекулярних нанорозмірних кластерів.