nsu_bic_nebogdanov_202601.pdf

• Богданов Никита Евгеньевич, м.н.с. ИК СО РАН, н.с. лаб. МДЭБТ ИНХИТ НГУ, руководитель
• Шарая Светлана Сергеевна, лаборант-исследователь лаб. МДЭБТ ИНХИТ НГУ, аспирант к.ХТТ ФЕН НГУ, исполнитель
• Хайновский Марк Андреевич, инженер лаб. МДЭБТ ИНХИТ НГУ, аспирант ФФ НГУ, исполнитель

Поиск новых функциональных материалов – одна из наиболее актуальных задач, поскольку современные требования к материалам и устройствам постоянно возрастают. Одним из перспективных направлений является использование в их составе органических соединений, что позволяет сочетать в одном материале многие практически важные свойства, как например сегнетоэлектрические и пьезоэлектрические эффекты с оптической активностью, относительную простоту синтеза с высокими показателями спонтанной поляризации, в сочетании с биодоступностью. Так, все большее внимание привлекается к исследованиям с целью дальнейшего использования кристаллов биологически активных соединений – аминокислот, например, в биосенсорах или устройствах для адресной доставки лекарственных веществ. Одна из важных научных проблем, которая требует решения при дизайне и разработке материалов на основе органических соединений, - выявление взаимосвязи между изменениями структуры (включая не только координаты атомов, но и распределение электронной плотности) и физическими свойствами. Современные дифракционные методы, в сочетании с колебательной спектроскопией и квантово-химическими расчетами позволяют надежно выявлять такие взаимосвязи для конкретных объектов, а также экстраполировать полученные результаты для прочих различных систем. Полученные знания открывают возможности к «тонкой настройки» кристаллической структуры, и, как следствие, свойств изучаемого объекта, используя варьирование температуры или давления - перспективные, отлаженные методы внешнего воздействия. При этом возможны как анизотропное искажение структуры без фазовых превращений, так и структурные фазовые переходы различных типов. Наиболее перспективны те их них, которые не сопровождаются разрушением исходных кристаллов, что находит своё применение в органической электронике. В ходе выполнения предлагаемого проекта планируется всесторонне исследовать методами in situ монокристальной рентгеновской дифракции, колебательной и оптической спектроскопии, в сочетании с квантово-химическими расчетами, влияние гидростатического сжатия и низких температур на структурные изменения и прохождение фазовых переходов в кристаллах нескольких органических соединений, выбранных из числа хиральных биологически активных молекул, для которых из литературы известно наличие сегнето- или пьезоэлектрических свойств. В качестве первых двух объектов выбраны L-тирозин и R-(3)-хинуклидинола, которые сегодня в литературе относят к наиболее перспективным материалам для органической электроники и биоэлектроники.

• Грант РНФ 24-23-00410 «Структурные аспекты сегнето- и пьезоэлектрических фазовых переходов в органических кристаллах в условиях высоких давлений и низких температур», рук. Богданов Никита Евгеньевич, НГУ, 2024-2025гг.

• Khainovsky M. A., Sharaya S. S., Bogdanov N. E. Weak Interactions and its Topological Characteristics in (R)-3-Quinuclidinol Crystals: a Quantum Crystallography Approach //Journal of Structural Chemistry. – 2025. – Т. 66. – №. 4. – С. 669-677.
• Khainovsky M. A., Sharaya S. S., Bogdanov N. E. Elastic and piezoelectric properties of (R)-3-quinuclinidol under pressure: a quantum crystallography study //Structural Science. – 2026. – Т. 82. – №. 1.