ИСТИНА

В последнее десятилетие для создания химических сенсоров стали использовать наноматериалы и нанотехнологии. Применение наночастиц золота и серебра в оптических наносенсорах основано на эффекте поверхностного плазмонного резонанса. В качестве твердых матриц для иммобилизации наночастиц используют различные полимеры, такие как поливинилпирролидон, полиэтилен, олигоуретанметакрилат. Однако круг материалов, используемых для этой цели, остается ограниченным. В связи с этим представляется целесообразным расширение ассортимента полимерных матриц, позволяющих получать новые наноматериалы для разработки оптических сенсоров. Весьма перспективными полимерными сорбентами кажутся пенополиуретаны (ППУ); их отличает высокая сорбционная эффективность, химическая и механическая устойчивость, удобство в использовании, легкость отделения от других фаз, отсутствие собственной окраски, относительная дешевизна и доступность. Для получения наноматериалов с целью дальнейшего их использования в спектральных методах анализа пенополиуретаны ранее не применяли. Предложено три способа получения новых наноматериалов на основе ППУ, модифицированного наночастицами серебра. Один заключается в получении наночастиц в растворе с последующей их сорбцией на пенополиуретане, второй включает синтез наночастиц непосредственно в матрице ППУ путем химического восстановления с помощью аскорбиновой кислоты, третий способ основан на фотовосстановлении ионов серебра в матрице ППУ. Установлено, что наночастицы серебра в матрице пенополиуретана сохраняют способность к поверхностному плазмонному резонансу. С примением спектроскопии диффузного отражения и цифровой цветометрии изучены оптические свойства наночастиц в матрице ППУ. Установлено, что в спектрах диффузного отражения наночастиц, сорбированных на ППУ и полученных путем химического восстановления, присутствует полоса с максимумом при 410 – 420 нм, образцы имеют желтую окраску; в случае фотовосстановления из ионов серебра в спектрах наблюдается широкая полоса с максимумом в районе 430 – 440 нм, образцы имеют красно-коричневую окраску. Во всех случаях амплитуда полосы изменяется пропорционально концентрации наночастиц в фазе полимера. С применением электронной микроскопии изучено распределение наночастиц в матрице ППУ по размерам. Изучено влияние различных факторов, таких как концентрации компонентов, состав и кислотность реакционной среды, на содержание наночастиц в ППУ. Установлено, что при контакте образцов с растворами железа (III) и дихромат ионов в 1 М HCl происходит окисление наночастиц. Предложено использовать синтезированные материалы в качестве чувствительных элементов оптических сенсоров для определения окислителей и восстановителей. Принцип действия таких сенсоров основан на использовании процессов образования и разрушения наночастиц серебра в матрице пенополиуретана.