Одесские химики создают органические «лампочки» и инфракрасный камуфляж для военных
«Думская» продолжает знакомить читателей с достижениями одесских ученых. На сей раз мы пообщались с представителями научной группы отдела молекулярной спектроскопии и хемоинформатики Физико-химического института имени А.В. Богатского НАН Украины, которые четыре десятилетия изучают жидкие кристаллы и возможность их использования в бытовых и не только целях. К примеру, последний патент группы оформлен на люминесцентный материал, способный маскировать потенциальные цели от приборов ночного видения и головок самонаведения боевых ракет.
Как рассказала «Думской» руководитель группы кандидат химических наук Надежда Новикова, идея изучать жидкие кристаллы пришла в голову самому создателю ФХИ Алексею Богатскому. В 1976 году, спустя год после прихода Надежды в институт, академик направил молодую девушку в Ленинград на подписание хоздоговорной темы с Государственным оптическим институтом имени С.И. Вавилова.
«Я тогда ничего не знала о жидких кристаллах, села и начала рыдать, говорила, что у меня ничего не получится, — рассказывает Надежда. – Мое великое счастье, что тот, кто захотел утвердить хозтему, знал о жидких кристаллах еще меньше меня. ГОИ требовалось разработать жидкокристаллические экраны для настройки лазеров. Мы успешно справились с этим заданием, что, наверное, и определило направление работы нашей группы на многие годы».
За 40 лет изысканий синтетики из отдела молекулярной структуры и хемоинформатики получили 27 авторских свидетельств СССР и патентов Украины в самых разных областях применения жидких кристаллов. Ученые изготавливали жидкокристаллические термоиндикаторы для офтальмологов и гинекологов, а также для диагностики воспаления легких у моряков в условиях автономного плавания.
Еще одним медицинским применением жидких кристаллов стала трансдермальная доставка лекарственных средств, то есть передача медпрепарата через кожу (обычно с помощью пластыря или пленки). Как оказалось, жидкокристаллическая композиция значительно усиливает проникаемость лекарства сквозь кожный покров. Входящие в ее состав сложные эфиры холестерина являются безвредными для человека. Эта работа выполнялась на чистом энтузиазме, без финансирования.
В середине 1980-х научная группа разработала жидкокристаллические индикаторы для контроля качества теплоизоляционных конструкций ТЭЦ и АЭС. «Мы создали очень дешевый индикатор, благодаря которому обслуживающему персоналу не нужно было соприкасаться с потенциально опасными поверхностями», — рассказывает Надежда.
Уже почти девять лет группа сотрудничает с учеными отдела аналитической химии и физико-химии координационных соединений под руководством доктора химических наук Светланы Мешковой. Вместе они работают над созданием органических светодиодов, которые, судя по всему, в ближайшем будущем заменят привычные жидкокристаллические экраны и лампы накаливания.
«Мы давно занимаемся комплексными соединениями редкоземельных металлов, поэтому нам было легко подключиться, — рассказывает исполнитель темы от этого отдела кандидат химических наук Иван Желтвай. — Группа Надежды Сергеевны делает органические соединения, а мы соединяем их с металлами: с европием, который светится в красной области спектра, и с тербием, светящимся в зеленой области».
Полученные соединения обладают очень высокой способностью к фотолюминесценции, то есть светятся в ответ на облучение светом разной длины волны. Зачастую это свойство напрямую связано с электролюминесценцией (излучением света под действием электрического тока).
Однако у научной группы возникла серьезная проблема. Дело в том, что одесский институт не располагает оборудованием, позволяющим изучать электролюминесцентные свойства материалов. Посильную помощь оказывает университет «Львовская политехника», один из немногих украинских вузов, где еще теплится наука, но нанесение комплексного соединения на полимер и дальнейшее его тестирование — удовольствие не из дешевых. Словом, как всегда, нужны деньги и партнеры с технической базой, на которой можно было бы проверить полученные люминофоры. Ну а пока их нет, ученые продолжают изучать синтезированные соединения и искать им применение.
«Занимаясь электролюминесценцией на основании тех веществ, которые синтезировала научная группа Новиковой, мы заодно выясняли, где их еще можно использовать, — рассказывает Иван Желтвай. — Скажем, удалось получить люминофор, который идеален для нанесения на деньги и ценные бумаги, чтобы защитить их от подделок. По разным причинам вещества, которые сейчас используются для этой цели, имеют свои недостатки: одни трудно наносить, другие легко растворимы и могут постепенно исчезнуть с купюры даже под воздействием человеческого пота. Нам удалось разработать вещество, устойчивое к истиранию и практически нерастворимое, которое мы предложили в качестве меток для секретных документов или пропусков».
Некоторые из полученных соединений можно использовать в качестве маскирующих агентов. Нанесенные на чехол либо растворенные в краске, они искажают оптический сигнал, который отражается или исходит от потенциальной цели к приборам фиксации, работающим в ультрафиолетовом или инфракрасном участках спектра. Кроме того, специальный камуфляж способен обманывать и головки наведения боевых ракет, утверждают разработчики. Само собой, подробности этого ноу-хау они раскрывать отказываются.