В.Л. Аксенов1,2, Т.В. Тропин1, М.В. Авдеев1, В.Б. Приезжев3
1 Лаборатория нейтронной физики им. И.М. Франка, Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, Россия
2 Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия
3 Лаборатория теоретической физики им. Н.Н. Боголюбова, Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, Россия
Исследования растворения и сопутствующих кинетических процессов, протекающих в растворах фуллеренов вызывают большой интерес и являются актуальной задачей с момента их открытия в 1985 году. Изначальный интерес был связан с технологией получения фуллеренов, в настоящее же время акцент смещен в сторону биомедицинских применений водных растворов С60. В растворах фуллерены регулярно образуют крупные кластеры. Исследования структуры кластерного состояния С60 в различных растворителях проводились в ЛНФ ОИЯИ с 2000 года. С 2004 года при непосредственном участии В.Б. Приезжева стало развиваться и новое направление – исследования и теоретическое описание кинетики кластерообразования в растворах фуллеренов [1–5]. В данном докладе представлен обзор основных работ, выполненных в сотрудничестве с В.Б. Приезжевым, а также последующее развитие исследований.
Отправной точкой стало составление системы кинетических уравнений для описания эволюции функции распределения кластеров С60 по размерам в неполярном растворе [1,3]. Такой подход применим к растворам в таких жидкостях, как толуол, бензол, сероуглерод [4,5]. В 2005 году была предложена модель, описывающая немонотонное поведение концентрации фуллеренов С60 в сероуглероде. Численное решение модифицированных кинетических уравнений позволило успешно описать наблюдаемые в эксперименте явления, а также предсказать экзотический режим поведения концентрации [2]. В последствии, предложенный подход к описанию агрегации был распространен на полярные растворы, где различными экспериментальными методами наблюдался кинетический переход от молекулярного к устойчивому коллоидному раствору [6]. Наконец, опираясь на накопленные данные, была предложена теоретическая модель, описывающая критический эффект уменьшения среднего размера кластеров в полярных растворах С60 при разбавлении их водой [7]. В настоящее время данный эффект лежит в основе получения биосовместимых водных растворов фуллерена.
[1] В.Л. Аксенов, М.В. Авдеев, Т.В. Тропин, В.Б. Приезжев, др. Физ. ЭЧАЯ. 36 (2005) 108–125.
[2] Т.В. Тропин, М.В. Авдеев, В.Б. Приезжев, В.Л. Аксенов, Письма в ЖЭТФ. 83 (2006) 467–472.
[3] V.L. Aksenov, M.V. Avdeev, T.V. Tropin, V.B. Priezzhev, J.W.P. Schmelzer, AIP Conf. Proc., Aip, 2005: pp. 37–40.
[4] V.L. Aksenov, M.V. Avdeev, T.V. Tropin, V.B. Priezzhev, J.W.P. Schmelzer, J. Mol. Liq. 127 (2006) 142–144.
[5] T.V. Tropin, V.B. Priezzhev, M.V. Avdeev, J.W.P. Schmelzer, V.L. Aksenov, Fullerenes, Nanotub. Carbon Nanostructures. 14 (2006) 481–488.
[6] Т.В. Тропин, М.В. Авдеев, В.Л. Аксенов, Поверхность. Рентгеновские, Синхротронные и Нейтронные Исследования. 2 (2019) 16–21.
[7] Т.В. Тропин, В.Л. Аксенов, ЖЭТФ. 155 (2019) 313–320.