Оренбургский государственный университет

1.3. Фотоника сложных молекулярных систем

Основатель научного направления — доктор физико-математических наук, профессор Кецле Гарри Альбертович.

Руководитель научного направления — доктор физико-математических наук, профессор, почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации Летута Сергей Николаевич.

Основные направления подготовки:

• бакалавриат 03.03.02 Физика;
• магистратура 03.04.02 Физика;
• подготовка кадров высшей квалификации 03.06.01 Физика и астрономия.

Основное направление исследований:

• физико-химические процессы в молекулярных системах с различной организацией:

  - в жидких и твердых растворах органических молекул;

  - в моно- и мультимолекулярных слоях люминофоров и органических полупроводников;

  - в однородных и гетерогенных молекулярных структурах;

  - в биологических тканях и выделенных из них клетках;

• фотомодификация многоатомных молекул и полимеров (включая макромолекулы нуклеиновых кислот и белков);
• фотодинамическая инактивация микроорганизмов;
• селективные люминесцентно-оптические сенсоры для измерения концентрации кислорода в газах и жидкостях;
• оптические функциональные материалы.

Основные научные результаты:

• исследованы процессы фотосенсибилизированной генерации синглетного кислорода в сложных молекулярных системах, включая биологические ткани и живые клетки, культивируемые в питательных средах, комплексы «ДНК — органические красители» и др. Разработаны методы управления процессами преобразования энергии возбуждения в молекулярных системах. Предложен метод лазерной флуоресцентной диагностики биологических тканей;
• определена эффективность различных каналов релаксации высоких электронных состояний молекул органических красителей и на основе полученных данных разработаны:

  - люминесцентный способ определения концентрации кислорода в газах и жидкостях;

  - способ внешнего управления внутримолекулярными переходами в возбужденных молекулах, и на этой основе предложена модель фотохромного элемента;

  - методы фотомодификации макромолекул, включая ДНК и белки.

• разработаны голографические методы исследования фотопроцессов в молекулярных системах и созданы новые регистрирующие среды для оптической записи информации;
• обнаружен эффект гигантского усиления комбинационного рассеяния света на молекулах растворителя в присутствии в растворе нанокластеров эндометаллофуллеренов;
• методами зондовой сканирующей микроскопии:

  - исследована топография различных биологических объектов: клеток, бактерий, фрагментов новых биопластических материалов;

  - получены изображения и изучены свойства макромолекул ДНК, иммобилизованных на поверхности слюды.

• разработаны способы и осуществлена инактивация планктонных микроорганизмов при воздействии ударных волн, активных форм кислорода и локальной гипертермии.

Персональный состав коллектива:

1. Летута Сергей Николаевич, д-р физ.-мат. наук, профессор, руководитель научной группы
2. Алиджанов Эскендер Куртаметович, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник
3. Арифуллин Марсель Рафшанович, канд. физ.-мат. наук
4. Ишемгулов Азамат Талгатович, лаборант-исследователь
5. Лантух Юрий Дмитриевич, канд. физ.-мат. наук, доцент
6. Летута Ульяна Григорьевна, канд. физ.-мат. наук
7. Никиян Айк Николаевич, канд. физ.-мат. наук, доцент
8. Пашкевич Сергей Николаевич, канд. физ.-мат. наук, доцент
9. Раздобреев Дмитрий Анатольевич, канд. хим. наук

Основные данные о деятельности за период с 2013 по 2020 г.:

1. Количество публикаций участников коллектива, в том числе:

2. Членами коллектива и под руководством членов коллектива защищена 1 докторская (Закирулин Р.С., 2016) и 4 кандидатские диссертации (Никиян А.Н., 2004; Раздобреев Д.А., 2004; Маряхина В.С., 2013; Ишемгулов А.Т., 2018)

Основные научные проекты коллектива:

1. Инактивация патогенных микроорганизмов и деструкция бактериальных пленок в реакциях с участием высоковозбужденных состояний фотосенсибилизаторов (госзадание Минобрнауки РФ № FSGU-2020-0003, Базовая часть, руководитель Летута С.Н., 2020–2022).
2. Оптические методы контроля фотохимических процессов в биологических тканях при фотодинамической терапии (госзадание Минобрнауки РФ № 3.6358.2017/БЧ, руководитель Летута С.Н., 2017–2019).
3. Донорно-акцепторные системы на основе фуллереновых наноструктур для молекулярной электроники (грант правительства Оренбургской области и Российского фонда фундаментальных исследований № 18-42-560005, руководитель Алиджанов Э.К.).
4. Реализация элементарных операций алгоритмов квантовых вычислений с использованием фазово-модулированных СВЧ-импульсов (грант Российского фонда фундаментальных исследований, проект № 18-37-00374, руководитель Арифуллин М.Р.).
5. Обеспечение проведения НИР (госзадание Минобрнауки РФ № 3.4994.2017/ИТР, руководитель Раздобреев Д.А., 2017–2019).
6. Перспективные функциональные наноматериалы для молекулярной фотоники (грант РФФИ и правительства Оренбургской области № 17-43-560169, руководитель Лантух Ю.Д., 2017).
7. Техническое обслуживание и ремонт оборудования автоматических постов контроля загазованности атмосферы (АПКЗ) ООО «Газпром добыча Оренбург» (хоздоговор № 214/59, руководитель Раздобреев Д.А., 2016–2018).
8. Исследование совместного влияния внешнего магнитного поля и ядерных спинов магнитных изотопов ²⁵Mg и ⁶⁷Zn на бактерии E. coli (грант РФФИ № 31 16-33-60021, руководитель Летута У.Г., 2016–2018).
9. Кинетика длительной люминесценции эндогенных и экзогенных флуорофоров в нормальных и патологически измененных биологических тканях (госзадание Минобрнауки РФ № 450, руководитель Пашкевич С.Н., 2014–2016).
10. Внутриклеточные механизмы ферментативной магниточувствительности живых организмов на примере бактерий E.coli (персональная стипендия губернатора Оренбургской области, руководитель Летута У.Г., 2014–2015).
11. Доступ к электронным научным информационным ресурсам зарубежных издательств (грант РФФИ 13-00-14115, руководитель Летута С.Н., 2015 г.).
12. Контроль качества водоподготовки технологического цикла Каргалинской ТЭЦ ОАО «Оренбургская ТГК» (хоздоговор № 409/59, руководитель Раздобреев Д.А., 2013–2014).
13. Наноразмерные метки для специфического маркирования молекул и клеток микроорганизмов при проведении атомно-силовой микроскопии (грант РФФИ и правительства Оренбургской области, руководитель Никиян Н.Г., 2013–2014).
14. Создание межвузовского (регионального) центра коллективного пользования научным оборудованием (грант правительства Оренбургской области в сфере научной и научно-технической деятельности, соглашение № 38-г, руководитель Пашкевич С.Н., 2012).
15. Суперлюминесценция в пленочных структурах ДНК-краситель (грант РФФИ и правительства Оренбургской области № 11-02-97021р, руководитель Пашкевич С.Н., 2011–2012).

Контактная информация:

460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13, ОГУ,

ЦКП «Институт микро- и нанотехнологий».

Тел.: (35-32) 37-59-67 (внутр. 20-45).

E-mail: letuta@com.osu.ru.