Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

Ануфрик, С.С.
Генерационные характеристики водно-этанольных растворов красителей и их комплексов включения с β-циклодекстрином и наночастицами серебра = Lasing characteristics of water-ethanol solutions of dyes and their inclusion complexes with β-cyclodextrin and silver nanoparticles / С. С. Ануфрик, С, Н. Анучин, В. В. Тарковский // Веснiк Гродзенскага дзяржаўнага унiверсiтэта iмя Янкi Купалы. Серыя 2. Матэматыка. Фiзiка. Iнфарматыка, вылiчальная тэхнiка i кiраванне / гал. рэд. I.Ф. Кiтурка; заснавальнiк Гродзенскi дзяржауны унiверсiтэт iмя Я. Купалы. – 2020. – Т.10 №2. – С. 116-122. – На рус. яз.

Объектом исследования являются лазерные красители родаминового, феналеминового и оксазинового классов в водно-этанольных растворах. Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения фотостойкости и увеличения ресурса работы активных лазерных сред на основе сложных органических соединений. Цель работы - улучшение генерационных характеристик лазерных красителей родаминового, феналеминового и оксазинового классов путем использования их комплексов включения (КВ) с β-циклодекстрином (β-CD) и наночастицами серебра. Во введении представлен краткий обзор литературы, описывающей современное состояние применения комплексов включения, также наночастиц серебра для улучшения генрационных характеристик активных лазерных сред на основе сложных органических соединений. В основной части описаны экспериментальная установка и результаты исследований генерационных характеристик родамина 6Ж, родамина С, феналемина 160, DCM, оксазина 17 и оксазина 9 в этанольных растворах водно-этанольных растворах, водно-этанольных растворах с β-циклодекстрином и водно-этанольных растворах с добавкой наночастиц серебра. Показано, что увеличение эффективности генерации феналемина 160 и оксазина 17 и DCM в водно-этанольных растворах может быть связано с наличием в структуре карбонильной группы. Добавка наночастиц в водно-этанольный раствор родамина 6Ж приводит к дальнейшему увеличению эффективности генерации. Для комплекса включения родамина 6Ж с β-циклодекстрином в водно-этанольном растворе эффективность генерации возросла до рекордного значения - 75 %. Увеличение энергии генерации КВ указанных красителей объясняется встраиванием их ауксохромных заместителей в гидрофобную полость β-CD и экранировкой внешней гидрофильной оболочкой циклодекстрина. Были исследованы генерационные характеристики облученных и необлученных водно-этанольных растворов красителей с β-циклодекстрином. Показано, что энергия и КПД генерации всех исследованных красителей в КВ с β-CD после мощного УФ-облучения соответствует необлученным растворам. Это свидетельствует об эффективной экранировке β-CD молекул красителей от фотораспада. В заключении сделан вывод, что увеличение фотостабильности КВ красителей различных типов (феналемины, родамины, оксазины) свидетельствует о том, что молекулы β-СD создают защитную оболочку для молекул красителя и тем самым эффективно экранируют их от фотораспада. Кроме того, образование комплексов включения красителей с β-СD в водно-этанольном растворе обеспечивает создание мицеллярного комплекса, в котором молекулы красителя находятся внутри гидрофобной полости, а внешняя сольватная гидрофильная оболочка β-СD образована водородными связями с молекулами воды. Поэтому увеличение КПД генерации комплексов включения красителей с β-СD в водно-этанольном растворе свидетельствует об эффективной экранировке молекул красителя от водной среды и их взаимодействии только с молекулами растворителя-этанола внутри полости циклодекстрина.
The object of research are laser dyes of rhodamine, phenalemin and oxazine classes in water-ethanol solutions. The relevance of the work is due to the need to increase photostability and increase the life of active laser media based on complex organic compounds. The aim of the work is to improve the lasing characteristics of laser dyes of rhodamine, phenalemin and oxazine classes by using their inclusion complexes (IC) with β-cyclodextrin (β-CD) and silver nanoparticles. The introduction provides a brief review of the literature describing the current state of the use of inclusion complexes, also silver nanoparticles, to improve the generation characteristics of active laser media based on complex organic compounds. The main part describes the experimental setup and the results of studies of the generation characteristics of rhodamine 6G, rhodamine C, phenalemin 160, DCM, oxazine 17 and oxazine 9 in ethanol solutions of water-ethanol solutions, water-ethanol solutions with cyclodextrin, and waterethanol solutions with the addition of silver nanoparticles. It was shown that an increase in the generation efficiency of phenalemin 160 and oxazine 17 and DCM in water-ethanol solutions can be due to the presence of a carbonyl group in the structure. The addition of nanoparticles to the water-ethanol solution of rhodamine 6G leads to a further increase in the generation efficiency. For the inclusion complex of rhodamine 6G with β-cyclodextrin in a waterethanol solution, the generation efficiency increased to a record value of 75 %. The increase in the CS generation energy of these dyes is explained by the incorporation of their auxochrome substituents into the hydrophobic cavity of β-CD and screening by the external hydrophilic shell of cyclodextrin. The lasing characteristics of irradiated and unirradiated aqueous-ethanol solutions of dyes with β-cyclodextrin were investigated. It has been shown that the energy and generation efficiency of all the dyes studied in KBs with β-CD after intense UV irradiation corresponds to unirradiated solutions. This indicates the effective screening of β-CD dye molecules from photodisintegration. Finally, it is concluded that an increase in the photostability of the IC of dyes of various types (phenalemins, rhodamines, and oxazines) indicates that β-CD molecules create a protective shell for dye molecules and thereby effectively shield them from photodecay. In addition, the formation of inclusion complexes of dyes with β-CD in an aqueous ethanol solution provides the creation of a mycelial complex in which the dye molecules are located inside the hydrophobic cavity, and the external solvate hydrophilic shell of β-CD is formed by hydrogen bonds with water molecules. Therefore, an increase in the efficiency of generation of dye inclusion complexes with β-CD in an aqueous ethanol solution indicates an effective screening of the dye molecules from the aqueous medium and their interaction only with ethanol solvent molecules inside the cyclodextrin cavity.

621.373.826.038.824

общий = БД Наука
общий = ЛАЗЕРНАЯ ФИЗИКА
общий = ЛАЗЕРЫ НА КРАСИТЕЛЯХ
общий = ЛАЗЕРНАЯ ГЕНЕРАЦИЯ
общий = ЛАЗЕРНАЯ НАКАЧКА
общий = НАНОЧАСТИЦЫ