Jaunas daudzcentru ar polielektroniem savienota organosilīcija un organogermanija sistēmas, kas izmanto tīšu hiperkoordināciju molekulārā nanomehānikā un elektronikā

Pētniecības pieteikuma Nr.
1.1.1.2/VIAA/3/19/577
Pēcdoktorants
Dr. chem. Vitālijs Romanovs
Zinātniskais konsultants
Prof. Raivis Žalubovskis
Projekta ieviešanas ilgums
36 mēneši
Projekta īstenošanas vieta
Latvijas Organiskās sintēzes institūts
Kopējās projekta izmaksas
133 805,88 EUR (ERAF finansējums – 113 734,98 EUR; Valsts budžeta finansējums – 13 380,57 EUR)

Projekta zinātniskais mērķis ir jaunās paaudzes molekulāro vadu paraugu izstrāde, pārvadošo materiālu ar „spin” pārslēdzošo pārklājumu un nano-pievadu modelēšana.

Paredzētie projekta īstenošanas rezultāti:

  • dalība 3 zinātniskajās konferencēs
  • 4 zinātniskie raksti (IF > 50% no nozares vidējā līmeņa)
  • 1 patenta pieteikuma sagatavošana

Publicēts 17.04.2020.

Paveiktais laika periodā no 03.04.2020. līdz 02.07.2020.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

 

  • projektēti galvenie elementi, kas piemēroti M-MO3 vienību divvirzienu pavairošanai. Šie elementi savienoti ar pentakoordinētu N atomu, kas ļauj veidot garas hipersaišu sistēmas;
  • izstrādātas poli-elektronu savienojumu koncepcijas vienkāršās un garās ķēdes nc-me sistēmās;
  • izstrādāta sintēzes metode heksahidroksialkilaminu prekursoru sintēzei;
  • sintezēti trihidroksi un heksahidroksialkil amīnu prekursori;
  • izpētīta jauno metālatrānu struktūras stipras asimetrijas parādīšanās un tās pagarināšanās aksiālajā virzienā, ko varētu izmantot molekulāra „actuateur” („elektromehāniskā muskuļa”) izveidošanai.

Publicēts: 17.07.2020.

Paveiktais laika periodā no 03.07.2020. līdz 02.10.2020.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

  • jauni metālatrāni pētīti ar reālā laika RPE-UV spektroskopiju, izpētīta spina lokalizācija šo sistēmu katjonradikāļos un novērtēta to piemērotība  molekulārā „actuateur”  prototipa izveidošanai un molekulārajai elektronikai;
  • izstrādāta sintēzes metode jaunu trioksimetālu sintēzei. Sintezēti jauni trioksimetāli ar silīciju;
  • izstrādāta vienkārša bis-metālatrānu (ar silīciju un germāniju) sintēze ar atbilstošām HOMO-LUPO;
  • sintezēti jauni Ge-dioksānu kompleksi no trioksimetāla un germānija;
  • publicēts oriģināls zinātniskais raksts SCOPUS iekļautā žurnālā ar impakta faktoru virs 50% no nozares vidējā;
  • veikta metodoloģijas izstrāde M-M saistītās metālatrānu sistēmās.

Publicēts: 16.10.2020.

Paveiktais laika periodā no 03.10.2020. līdz 02.01.2021.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
  • jaunu heksahidroksialkilamīnu sintēze – teorētiskā pētīšana par elektronisko ietekmi mērķa molekulās;
  • bis-metālatrānu sintēze (M = Si un Ge). M-M saistītas metālatrānu sistēmas sintēze ar 5c-6e un augstākām saistīšanas shēmām;
  • izpētītas jauno metāllatrānu elektroķīmiskām īpašībām;
  • jaunu trihidroski- un heksahidroksialkilamīnu sintēze. Izpētīta jauno metālatrānu struktūras stipras asimetrijas parādīšanās un tās pagarināšanās aksiālajā virzienā;
  • M-M saistītas metālatrānu sistēmas sintēze ar 5c-6e un augstākām saistīšanas shēmām – N (pz)-biradikālo sistēmu savienošana.
Publicēts: 15.01.2021.
Paveiktais laika periodā no 03.01.2020. līdz 02.04.2021.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
  • jaunu trihidroski- un heksahidroksialkilamīnu sintēze. Jaunu metālatrānu sintēze no hidroksi-aizvietotājiem un RM (OAc)3 prekursoriem;
  • N (pz)-biradikālo sistēmu savienošana. Jaunu M-X (X = halogēns) metalatrānu sintēze;
  • sintezēti jauni trioksimetāli ar silīciju;
  • zinātniskā raksta rakstīšana un sagatavošana publicēšanai SCOPUS iekļautā žurnālā  ar impakta faktoru virs 50% no nozares vidējā par jaunu savienojumu sintēzi un šo savienojumu elektroķīmiskiem pētījumiem;
  • jaunu M-X (X = halogēns) metalatrānu sintēze. Izpētītas jauno metāllatrānu elektroķīmiskām īpašībām;
  • stenda referāta sagatavošana ISOS-2021 konferencei par bis-metālatrānu sintēzi (M = Si un Ge) ar 5c-6e un augstākām saistīšanas shēmām.
Publicēts: 15.04.2021.
Paveiktais laika periodā no 03.04.2020. līdz 02.07.2021.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

 

  • metilēna un permetilmetilēntrihidroksi prekursoru sintēze /jaunu heksahidroksialkilamīnu sintēze;
  • jaunu M-X (X = halogēns) metalatrānu sintēze;
  • trioksīda (un trialkilsiloksi) metālu un vienotu metalatrānu no hidroksi-prekursoriem un redoks-iezīmētu (1-aizvietotu) vienādu un redoksaktīvu (atrāna slāpekļa) metalatrānu sintēze;
  • mobilitāte uz Rennes 1 universitāti, Francijā (Prof. Dr. V. Jouikov vadībā). Sintēzes metožu izstrāde iepriekš nezināmu tribenzsilatrānu iegūšanai.

Publicēts: 15.07.2021.

Paveiktais laika periodā no 03.07.2020. līdz 02.10.2021.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

 

  • mobilitāte uz Rennes 1 universitāti, Francijā (Prof. Dr. V. Jouikov). Sintēzes metožu izstrāde iepriekš nezināmu tribenzsilatrānu iegūšanai. Teorētiskā pētīšana par elektronisko ietekmi mērķa molekulās;
  • jaunu tribenzsilatrānu sintēze. Izpētītas jauno tribenzsilatrānu elektroķīmiskās īpašības;
  • stenda referāta prezentēšana ISOS-2021 konferencē par bis-metālatrānu sintēzi (M = Si un Ge) ar 5c-6e un augstākām saistīšanas shēmām;
  • metālatrānu teorētiskie aprēķini (ieskaitot EPR tensoru un TD-DFT UV pāreju aprēķinu uz elektro ģenerētiem katjonu radikāļiem).

Publicēts: 15.10.2021.

Paveiktais laika periodā no 03.10.2020. līdz 02.01.2022.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

 

  • metālatrānu elektroķīmiskā potēšanas un reducēšanas izpēte, paramagnētisko (EPR-spektroelektroķīmija un mainīga temperatūras UV-Vis spektroelektroķīmija) un elektromehānisko īpašību pētīšana;
  • projektēto triarilamīnu tri-hidroksi prekursoru sintēze ar 6 locekļu sānu zariem, kas pagarināti ar CH2(O) fragmentu;
  • kovalentā potēšana, izmantojot M-X prekursorus, uz oglekļa saskarnēm, SEM, EDX un QCM funkcionalizēto saskarņu izpēte;
  • uzpotēto savienojumu testi paramagnētisko (EPR-spektroelektroķīmija un UV-Vis spektroelektroķīmija) īpašību pētīšanai.

Publicēts: 14.01.2022.

Paveiktais laika periodā no 03.01.2022. līdz 02.04.2022.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

 

  • jaunu (6-atrānu) silatrānu prekursoru reakciju sērijas sintēze ar redoks-marķētu ferocenilu;
  • Zinātniskā publikācijas manuskripta rakstīšana un sagatavošana publicēšanai SCOPUS iekļautā žurnālā  ar impakta faktoru virs 50% no nozares vidējā;
  • jaunu (6-atrānu) germatrānu prekursoru reakciju sērijas sintēze ar redoks-marķētu ferocenilu;
  • elektrisko shēmu izstrāde un  QCM ierīces izveidošana, kas piemērota pielietoto spēku mērījumiem (ģenerators/frekvences mērītājs), atšķirībā no parastajiem masas analīzes iestatījumiem.

Publicēts: 15.04.2022.

Paveiktais laika periodā no 03.04.2022. līdz 02.07.2022.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

  • mobilitāte uz Rennes 1. universitāti, Francijā (Prof. Dr. V. Jouikov), kur veikta sintēzes metožu izstrāde iepriekš nezināmu metālatrānu iegūšanai, jaunu metālatrānu sintēze. Izpētītās jauno metālatrānu elektroķīmiskās īpašības;
  • dihalo-bis-metātrānu oligomerizācijas testi šķīdumā, izmantojot tiešu un viendabīgu viena elektrona reducēšanu;
  • elektropolimerizācija un katoda elektrokristalizācijas mēģinājumi garām hipersaitēm oligosilatrāna ķēdēm;
  • metālatrānu sistēmas montāža, izmantojot BIS-metālatrānu vienības (M = Si);
  • elektrisko shēmu izstrāde un 5 MHz QCM ierīces izveidošana, kas piemērota pielietoto spēku mērījumiem (ģenerators/frekvences mērītājs), atšķirībā no parastajiem masas analīzes iestatījumiem.

Publicēts: 15.07.2022.

Paveiktais laika periodā no 03.07.2022. līdz 02.10.2022.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
  • mobilitāte uz Rennes 1. universitāti, Francijā (Prof. Dr. V. Jouikov) (jaunu metālatrānu sintēze,  izpētītas jauno metālatrānu elektroķīmiskās īpašības);
  • stenda referāta „Tri(p-R-benz)silatranes: novel 3c-4e systems with persistent cation radicals” prezentēšana Balticum Organicum Syntheticum 2022 konferencē;
  • stenda referāta „Novel 1-R-tri(p-F-benz)silatranes” prezentēšana Drug Discovery Conference 2022 konferencē;
  • publicēts oriģināls zinātniskais raksts: V. Romanovs*; V. Sidorkin; E. Doronina; M V. Jouikov. Efficient covalent capping of carbon and gold with TEMPO for catalysis and spin writing. Chem. Commun., 2022,58, 10520-10523.;
  • ab initio un DFT analīze par spin sadalījumu eksperimentāli atklātajos noturīgos bis-silatranila radikāļos un katjonu radikāļos, īpašu uzmanību pievēršot spin piesārņojuma novēršanai hipersaites sistēmās.

Publicēts: 14.10.2022.

Paveiktais laika periodā no 03.10.2022. līdz 02.01.2023.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

  • mobilitāte uz Rennes 1. universitāti, Francijā (Prof. Dr. V. Jouikov). Izpētītas jauno metālatrānu elektroķīmiskās īpašības;
  • metālatrānu sistēmas montāža, izmantojot BIS-metālatrānu vienības (M = Si);
  • metālatrānu vienību secības meklēšana “molekulāro vadu” izstrādē.

Publicēts: 13.01.2023.

Paveiktais laika periodā no 03.01.2022. līdz 02.04.2023.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

  • mobilitāte uz Rennes 1. universitāti, Francijā (Prof. Dr. V. Jouikov). Izpētītas jauno metālatrānu elektroķīmiskās īpašības;
  • metālatrānu vienību secības meklēšana “molekulāro vadu” izstrādē;
  • nekustīgo molekulāro nano-aktuatoru izstrāde un testēšana;
  • iesniegts publicēšanai oriģināls zinātniskais raksts SCOPUS iekļautā žurnālā ar impakta faktoru virs 50% no nozares vidējā:

V. Romanovs*; S. Belyakov; E. Doronina; V. Sidorkin; T. Roisnel; V. Jouikov. Crystal Structure of New 1-Phenyl-Substituted Tribenzsilatranes. Crystals, 2023, 13(5), 772-784.

Publicēts: 14.04.2023.

Paveiktais laika periodā no 03.04.2023. līdz 30.06.2023.

Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:

  • iesniegts publicēšanai oriģināls zinātniskais raksts SCOPUS iekļautā žurnālā ar impakta faktoru virs 50% no nozares vidējā:
    V. Romanovs; E. Belogolova; E. Doronina; V. Sidorkin; V. Jouikov. Electrooxidation of hypercoordinated derivatives of silicon and reactivity of their electrogenerated cation radicals: 1-substituted silatranes. Molecules, 2023;
  • iesniegts patenta pieteikums: “Method for the synthesis of t-Bu silatrane” (16.05.2023., patenta Nr. LVP2023000045)

Publicēts: 30.06.2023.