Лаборатория фотоактивных нанокомпозитных материалов

• Разработаны методы синтеза гомогенных и гетероструктурных фотоактивных материалов различной функциональности: фотокатализаторы, для преобразования солнечной энергии в «солнечное топливо» (водород, метанол), самоочищающиеся и бактерицидные покрытия, материалы для оптоэлектроники и фотоники.
• Созданы новые перовскитные материалы пониженной размерности.
• Установлен механизм влияния допантов на фотокаталитическую активность материалов и оптимальная концентрация допантов для максимальной фотоактивности.
• Созданы металлорганические каркасные структуры, проявляющие эффект ап-конверсии.
• Выявлен эффект изменения гидрофильного состояния поверхности гомогенных и гетероструктурных нанопокрытий при возбуждении в различных спектральных областях.
• Реализована Z-схема фотовозбуждения в гетероструктурных материалах для преобразования солнечной энергии.
• Установлен эффект частотного сдвига колебаний гидратного покрова при фотовозбуждении адсорбента.
• Исследован механизм ап-конверсионной люминесценции различных матриц. Продемонстрирована возможность контролируемого изменения спектров свечения ап-конверсии.
• Показано расширение спектрального диапазона фотоотклика фотоэлектрохимической системы за счет применения гетероструктур с благородными металлами, проявляющими эффект локализованного поверхностного плазмонного резонанса.
• Предложены новые перспективные перовскитоподобные структуры для элементов фотоники, фотовольтаики и оптоэлектроники по результатам проведенного квантово-химического моделирования.
• Показана перспективность применения экситонной люминесценции перовскитных материалов в системах фотонной информатики методом низкотемпературной люминесценции.
• Установлены механизмы фотопроцессов в гетерогенных системах с участием простых молекул, фотостимулированного дефектообразования и фотоотжига собственных дефектов в допированных фотоактивных материалах, переноса возбуждения в гетероструктурных материалах, включая их спектральные, термодинамические и кинетические характеристики.

Внедрение результатов исследования:

• Разработана технология производства состава для формирования антибактериального покрытия.
• По результатам конкурса стартапов Санкт-Петербургского государственного университета в 2017 году создан МИП «Функциональные материалы и покрытия СПбГУ» для внедрения и коммерциализации функциональных (бактерицидных) покрытий.

Образование и переподготовка кадров:

• Ежегодно проводятся международные школы-семинары «Фотоактивные нанокомпозитные материалы» с участием студентов, аспирантов и молодых ученых из России, стран Европейского союза и Японии. Лекции читают ведущие мировые ученые в области преобразования солнечной энергии.
• В Лаборатории прошли стажировку 16 человек из сторонних организаций.
• Защиты: 5 кандидатских диссертаций, 12 выпускных квалификационных работ магистра и 8 выпускных квалификационных работ бакалавра.
• Разработано и включено в программу СПбГУ 4 образовательных курса: «Фотоактивные нанокомпозитные материалы» (2015 г.) по направлению магистратуры, «Фотофизика молекул в конденсированных системах» (2016 г.) по направлению магистратуры, «Молекулярные процессы на поверхности твердого тела» (2016 г.) по направлению магистратуры, «Фотоактивные нанокомпозитные материалы. Дополнительные главы» (2016 г.) по направлению аспирантуры.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

• Создана исследовательская лаборатория «Фотоактивные нанокомпозитные материалы» - структурная единица СПбГУ. Планируется к созданию в 2019 – 2023 гг. научно-технологический центр. Форма центра будет уточнена в процессе создания в зависимости от текущих требований.

Другие результаты:

При поддержке СПбГУ и Российского фонда фундаментальных исследований организованы и проведены две международные конференции:

1.   5-я Международная конференция по фотохимии полупроводников (Semiconductor Photochemistry, SP5), Санкт-Петербург (Россия), 27—31 июля 2015 г.
2. 21-я Международная конференция по фотохимическому преобразованию и запасанию солнечной энергии (International Conference for Photochemical Solar Energy Conversion and Storage, IPS-21), Санкт-Петербург (Россия), 25—29 июля 2016 г.

Сотрудничество:

- ООО «НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике» (Россия): исследования, научные мероприятия, договоренность о проведении исследований по созданию тандемных солнечных элементов

- Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет технологий, механики и оптики (Россия): проведение исследований по созданию перовскитных материалов для систем нанофотоники и оптоэлектроники

- Toin University Yokohama (Япония): выполнение исследований по совместному российско-японскому гранту РФФИ, публикации

- University of Pavia (Италия): исследования и публикации

- Leibnitz University Hannover (Германия): создание и исследование фотоактивных материалов, проведение ежегодной школы-семинара, академический обмен студентами и публикации

- California Institute of Technology (США): научные мероприятия, студенческие обмены, разработка совместной магистерской программы

- Queens University Belfast (Великобритания), Pohang University of Technologies (Южная Корея): подготовка к проведению студенческих обменов, разработка совместной магистерской программы, мероприятия и исследования