НАНОХИМИЯ И СУПРАМОЛЕКУЛЯРНАЯ ХИМИЯ АКТИНИДОВ И ЛАНТАНИДОВ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ
25.03.2010 г.

НАНОХИМИЯ И СУПРАМОЛЕКУЛЯРНАЯ ХИМИЯ АКТИНИДОВ И ЛАНТАНИДОВ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ


А. Ю. Цивадзе, Г. В. Ионова, В. К. Михалко

Учреждение Российской академии наук, Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук, 119991, Москва ГСП-1, Ленинский проспект, 31

Поступила в редакцию 13.03.2009 г.


В настоящей работе продемонстрирована возможность использования уникальных свойств лантанидов в области нанотехнологии: изучено формирование линейных и нелинейных оптических свойств соединений лантанидов с фталоцианинами, порфиринами, нафталоцианинами и их аналогами в растворах и конденсированном состоянии и перспективы получения новых материалов на их основе. Исходя из электронной структуры и свойств лантанидов и их соединений – оптических, магнитных, электронной и ионной проводимости, флуктуирующей валентности – выполнена классификация молекулярных машин (ММ) на высокоскоростные записывающие ММ или машины памяти; фотоконверсионные ММ на основе Ln(III) и Ln(II); электрохимические ММ с использованием силикатных и фосфатных стекол; ММ, работающие на фазовых переходах в электропроводности: переходы изолятор-полупроводник, полупроводник-металл, металл-сверхпроводник; ММ на твердых электролитах; миниатюризированные ММ для медицинского анализа. Показано, что термодинамически стабильные наночастицы состава LnxMy будут образовываться с d-элементами второй половины серии, т.е. после М = Mn, Tc, Re. Рассмотрены перспективы использования лантанидных сверхпроводников в нанотехнологии.

Список литературы

  1. 1. Пул Ч., Оуэнс Ф. Мир материалов и технологий. Нанотехнологии. М.: Техносфера, 2005. 334 с.
  2. 2. Алфимов М.В. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Тез. докл. М.: Граница, 2007. Т. 1. С. 13.
  3. 3. Цивадзе А.Ю., Ионова Г.В., Михалко В.К., Кострубов Ю.Н. // Успехи химии. 2007. Т. 76. С. 237.
  4. 4. Цивадзе А.Ю., Ионова Г.В., Михалко В.К., Кострубов Ю.Н. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Тез. докл. М.: Граница, 2007. Т. 1. С. 73.
  5. 5. Covington A., Calabrese D., Thompson J. // J. Phys. B. 1997. P. L855.
  6. 6. Bercovits D. // Instr. Methods Phys. Res. B. 1997. V. 123. P. 515.
  7. 7. Lineberger W.C. // J. Phys. Ref. Data. 1985. V. 14. P. 731.
  8. 8. Ефимов А.И. Справочник неорганических соединений. Л.: Химия, 1983. 282. c.
  9. 9. Rienstra-Kirasofe J.C., Tschuumper S., Schaefer H. // Chem. Rev. 2002. V. 102. P. 231.
  10. 10. Ionova G., Mikhalko V., Kostrubov Yu. // Int. Conf. Nancy, France. 2003. P. 13.
  11. 11. Ионова Г.В., Михалко В.К., Герасимова Г.А., Сураева Н.И. // Журн. неорг. химии. 2003. Т. 48. С. 1885.
  12. 12. Moore C. Atomic energy levels. National Bureau Standards (US). Circ. № 467. Washington, 1952. V. 1–3.
  13. 13. Brewer L. // J. Opt. Soc. America. 1971. V. 61. P. 1101. P. 1666.
  14. 14. Massey H. Negative ions. London: Cambridge University Press, 1976. 532 p.
  15. 15. Garwan M.A., Zhao X.L., Nadeau M.J. et al. // Bull. Am. Phys. Soc. 1992. V. 37. P. 1148.
  16. 16. Bratsch S. // Chem. Phys. Lett. 1983. V. 98. P. 113.
  17. 17. Eliav E., Kaldor U. // Phys. Rev. A. 1994. V. 52. P. 291.
  18. 18. Ionova G. // NRC5 Int. Conf. Ext. Abstracts. Switzerland. Sept. 3–8, 2000. P. 98.
  19. 19. Ионова Г.В., Вохмин В.Г., Спицын В.И. Закономерности изменения свойств лантанидов и актинидов. М.: Наука, 1990. 240 с.
  20. Springer Handbook of Nanotechnology/Ed. Bushan B. Springer, 2004. 1500 p.
  21. Handbook of Nanophase and Nanostructured Materials: Materials Systems and Applications/Ed. Wang Z.L., Liu Y., Zhang Z. N.Y.: Kluwer Academic Press, 2002. 265 p.
  22. 22. Schmid D. // Eur. J. Inorg. Chem. 2003. P. 3081.
  23. 23. Li X., Wu H., Wang X. // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 81. P. 1909.
  24. 24. Wu H., Wang X., Desai S. // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 76. P. 212.
  25. 25. Wang L., Wang X., Wu H. // J. Amer. Chem. Soc. 1998. V. 120. P. 6556.
  26. 26. Wang L., Wu H., Cheng H. // Phys. Rev. B. 1997. V. 55. P. 12884.
  27. 27. Wang L., Cheng H. // J. Chem. Phys. 1995. V. 102. P. 9480.
  28. 28. Wang L., Wu H. Advances in metals and semiconductor clusters. Greenwich: JAI Press, 1998. V. 4.
  29. 29. Wang L., Wu. H. // Z. phys. Chem. 1998. V. 203. P. 45.
  30. 30. Hume-Rothery W. // Acta Met. 1965. V. 13. P. 1039.
  31. 31. Brooks M.S.S., Johansson B., Scriver H.L. In: Handbook on the physics and chemistry of the actinides/Ed. Freeman A.J., Lander G.H. North-Holland, 1984. V. 1. P. 154.
  32. 32. Fournier J.M., Manes L. // Structure and Bonding. 1985. V. 59/60. P. 1.
  33. 33. Clark D. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Тез. докл. М.: Граница, 2007. Т. 1. С. 6.
  34. 34. Ackermann R., Rauh E. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1973. V. 35. P. 3787.
  35. 35. Haire R.G., Eyring L. In: Handbook on physics and chemistry/Ed. Gschneidner K.A., Eyring L., Choppin G., Lander G.H. 1994. V. 18. P. 414.
  36. 36. Roberts R., Walter A. Physico-Chimie du Pa. Orsay. 1965. P. 51.
  37. 37. Stcyouzkoy T. // C.R. Acad. Sci. (Paris). 1964. V. 259. P. 3016.
  38. 38. Wiegel F. In: The chemistry of actinide elements/Ed. Katz J. N.Y.: Chapman. 1986. P. 169.
  39. 39. Zachariasen W.H. // Acta cryst. 1949. V. 2. P. 388.
  40. 40. Schultz W. // The chemistry of Am. Report TID 26971 (ERDA, Oak Ridge). 1976.
  41. 41. Cunningham B., Wallmann J. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1964. V. 26. P. 271.
  42. 42. Fahey J., Paterson J., Baybarz R. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1972. V. 8. P. 101.
  43. 43. Михеев Н.Б. // Журн. неорг. химии. 2002. Т. 47. C. 588.
  44. 44. Morss L. In: Chemistry of actinide elements/Ed. Katz J.J., Seaborg G., Morss L. Chapman and Hall, 1986. V. 1. P. 1278.
  45. 45. Robin M., Day P. // Adv. Inorg. Radiochemistry. 1967. V. 10. P. 248.
  46. 46. Крот Н.Н., Гельман А.Д., Мефодьева М.П. и др. Семивалентное состояние урана, нептуния, америция. М.: Наука, 1977. 150 с.
  47. 47. Noguera C. Physics and chemistry at oxide surfaces. Cambridge: Cambridge University Press, 1996. 315 p.
  48. 48. Henrich V.E., Cox P.A. The surface chemistry of metal oxides. Cambridge: Cambridge University Press, 1994. 285 p.
  49. 49. Leger J. // Solid State Comm. 1981. V. 36. P. 261.
  50. 50. Haschke J., Eick H. // J. Phys. Chem. 1969. V. 73. P. 374.
  51. 51. Fishel N., Haschke J., Eick H. // Inorg. Chem. 1970. V. 9. P. 413.
  52. 52. Krill U. // Solid State Comm. 1980. V. 33. P. 351.
  53. 53. Ионова Г.В. // Журн. физ. химии. 1980. Т. 54. С. 1112.
  54. 54. Fernandez-Garsia M., Martinez-Arias A., Hanson J.C. // Chem. Rev. 2004. V. 104. P. 4063.
  55. 55. Ковба Л. Окислы переходных металлов. М.: МГУ, 1973. 115 с.
  56. 56. Naito K. // J. Nucl. Mater. 1989. V. 169. P. 329.
  57. 57. Thibaut E. // 2nd Int. Conf. An Electron Structure. 1976. P. 151.
  58. 58. Teterin Yu. // Phys. Chem. Mineral. 1981. V. 7. P. 151.
  59. 59. Manes L., Benedict U. // Structure Bonding. 1985. V. 59/60. P. 75.
  60. 60. Clark D. // Physics Today. 2006. V. 59. P. 34.
  61. 61. Ионова Г.В., Киселева А.А. // Журн. неорг. химии. 1994. Т. 39. С. 1373.
  62. 62. Ионова Г.В., Киселева А.А. // Журн. физ. химии. 1993. Т. 67. С. 1177, 1489. , 1548.
  63. 63. Roesky H., Haiduc I., Hosmane N. // Chem. Rev. 2003. V. 103. P. 2579.
  64. Recommended Key values for Thermodynamic Codata, Bull. Paris. 1977. № 28.
  65. 65. Wagman D. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1982. V. 11. P. S2.
  66. 66. Ионова Г.В., Першина В.Г., Спицын В.И. Электронное строение актинидов. М.: Наука, 1986. 256 с.
  67. 67. Ионова Г.В., Спицын В.И. Эффективные заряды в соединениях актинидов. М.: Наука, 1989. 263 с.
  68. 68. Ершов Б.Г. // Успехи химии. 1981. Т. 50. С. 2137;
    1992. Т. 61. С. 1805;
    1997. Т. 66. С. 103.
  69. 69. Cox P.A. The electronic structure and chemistry of solids. Oxford Science Publications, 1990. 420 p.
  70. 70. Lehn J.-M. Supramolecular chemistry: Concepts and Perspective. Weinheim: VCH, 1995. 272 p.
  71. 71. Torre G., Vazques P., Agulo-Lopes F., Torres T. // Chem. Rev. 2004. V. 104. P. 3723.
  72. 72. Ionova G., Tzivadze А.Yu., Mikhalko V. // Int. Summer School “Supramolecular systems in chemistry and biology”. Abstracts. Russia, Tuapse. 2006. P. 56.
  73. 73. Ионова Г.В., Михалко В.К.,. Кострубов Ю.Н., Цивадзе А.Ю. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Тез. докл. М.: Граница, 2007. Т. 5. С. 83.
  74. 74. Ionova G., Guillaumont R., Ionov S. et al. // J. Alloys and Compounds. 1998. V. 275–277. P. 785.
  75. 75. Landelly A., Palenzona A. In: Handbook on Physics and Chemistry of Rare Earths/Ed. Gschneidner K. A., Eyring L. 1979. V. 18. P. 1.
  76. 76. Falicov L., Hanke W., Maple M. Valence fluctuations in solids. N.Y.: North Holland Publishing Company, 1981. 408 p.
  77. 77. Donega C. de M., Ynior S.A., Sa G.F. // J. Alloys and Compounds. 1997. V. 250. P. 427.
  78. 78. Shen X.A., Kastra R. // J. Alloys and Compounds. 1997. V. 250. P. 435.
  79. 79. Moria M., Isikava M., Matsuda Y. // J. Alloys and Compounds. 1997. V. 250. P. 524.
  80. 80. Kanno H., Akamo Y. // J. Alloys and Compounds. 1997. V. 250. P. 528.
  81. 81. Antonio M., Soderholm L., Ellison A. // J. Alloys and Compounds. 1997. V. 250. P. 536.
  82. 82. Xu W., Peterson J. // J. Alloys and Compounds. 1997. V. 250. P. 213.
  83. 83. Takano Y., Ogava C., Miyahara Y. // J. Alloys and Compounds. 1997. V. 250. P. 221.
  84. 84. Su M., Liu S., Lin Q. // J. Alloys and Compounds. 1997. V. 250. P. 229.
  85. 85. Rosenkranz S., Trunov V. // J. Alloys and Compounds. 1997. V. 250. P. 577.
  86. 86. Imanaka N., Adachi G. // J. Alloys and Compounds. 1997. V. 250. P. 492.
  87. 87. Hemmila I., Mukkala V., Takalo H. // J. Alloys and Compounds. 1997. V. 250. P. 158.
  88. 88. Ионова Г.В., Михалко В.К., Цивадзе А.Ю. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Тез. докл. М.: Граница, 2007. Т. 1. С. 234.
  89. 89. Kobayashi N. // Coord. Chem. Rev. 2002. V. 227. P. 129.
  90. 90. Kottas G.S., Clark L.I., Horinek D., Michl J. // Chem. Rev. 2005. V. 105. P. 1281.
  91. 91. Ионова Г.В., Михалко В.К., Кострубов Ю.Н., Цивадзе А.Ю. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Тез. докл. М.: Граница, 2007. Т. 2. С. 277.
  92. 92. Ионова Г.В., Михалко В.К., Кострубов Ю.Н., Цивадзе А.Ю. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Тез. докл. М.: Граница, 2007. Т. 3. С. 176.
  93. 93. Гинзбург В. // Поиск. 2008. С. 978.
  94. 94. Phillips J.C. // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. P. 530.