Просторовий розподіл та переважна орієнтація молекул білків у моношарі досліджена з застосуванням кінетики поверхневого плазмонного резонансу (ППР) та мікроскопії атомних сил (МАС) підчас адсорбції фібриногену людини на поверхню золота. У роботі проведена серія специфічних імунних реакцій щоб проаналізувати адсорбційно-конформаційний стан плівок фібриногену. Отримані результати демонструють прямий зв'язок кінетичних параметрів реакції антиген-антитіло з конформацією фібриногену на межі розподілу. Застосування МАС і ППР аналізів дало можливість визначити одно-, двох- та трьох молекулярні структурні сполуки фібриногену на межі розподілу. Адсорбція фібриногену на поверхню полікристалічного золота - це складний процес, що містить: розгортання, стимульоване поверхнею, само-збирання та адсорбцію, які відбуваються конкурентно у часі. Цей результат підтверджує перспективу запропонованого підходу у біосенсорній техніці для визначення просторового розподілу та біофункціональних властивостей специфічних білків, які адсорбуються з біологічних рідин.

Числовими методами досліджено автолокалізовані електронні стани в дискретних анізотропних двовимірних кристалах з урахуванням електрон-фононної взаємодії. За умови відповідних значень фізичних параметрів такі системи моделюють квазіодновимірні сполуки класу спряжених полімерів (полідіацетиленів) з урахуванням міжланцюжкової взаємодії. Побудовано параметричні діаграми станів, що визначають області значень параметрів ланцюжків та міжланцюжкової взаємодії, за яких основний стан квазічастинки (електрона, дірки або екситону) відповідає автолокалізованому солітоноподібному стану, полярону малого радіуса або повністю делокалізованому стану.

Перехідні молекули відіграють ключову роль у хімії різноманітних процесів, зокрема, в аерономії, промисловому отриманні плазми та біологічних системах. Однак, оскільки перехідні сполуки важко отримати і зберігати за експериментальних лабораторних умов, відомо про незначну кількість експериментів із взаємодії електронів з такими сполуками. Подано огляд останніх досягнень в одержанні таких сполук і описано деякі останні експерименти стосовно їх спектроскопії та вивчення їх взаємодії з електронами.

Наведено результати експериментальних досліджень процесу терморозширення інтеркальованих сполук графіту. Виявлено, що температура початку терморозширення залежить від типу інтеркалянту та номера стадії сполуки, і цей процес можна описати в рамках термодинамічної теорії. Ступінь терморозширення істотно залежить від типу інтеркалянту і збільшується при зростанні розмірів частинок вихідного графіту і стадії сполуки.

Вивчено структуру та деякі механічні властивості покриттів хрому на алюмінії. Встановлено, що зі зменшенням розміру зерна до наномасштабу значно зростає тріщиностійкість і проявляється пластичність. Дрібнозерниста структура сприяє значній адгезії покриття хрому з алюмінієвою підкладкою завдяки утворенню перехідного шару. Незначна кількість дисперсних часток сполук у структурі покриттів гальмує ріст зерен під час нагрівання.

Запропоновано розгорнуту модель, яка подає кількісну характеристику потрійних сполук за 50 параметрами, ідентифікує серед них обмеження, що зводяться до десяти ступенів вільності, визначає необхідні рівняння. Будучи застосованою до наявних у літературі даних, модель дозволяє отримати шукані значення стосовно елементарних тетраедрів. Оскільки немає наявної літератури для порівняння, перевірку моделі проведено шляхом порівняння експериментальних результатів з оцінками зміни відстаней між іонними парами та координаційних чисел від компонентного складу, а також кореляції, що спостерігається між одержаними коефіцієнтами та питомою ентальпією утворення крайніх бінарних сполук, а також з можливим руйнуванням вихідної структури цинкової обманки.

Подано аналіз літературних даних і власних досліджень структури і фізико-хімічних властивостей сполук ряду амідів. Розглянуто особливості взаємодії амідів з водою, а також фазові діаграми стану. Показано, що аміди аліфатичних кислот здатні поєднувати фізико-хімічні властивості, необхідні для прояву ефективної кріозахисної активності, і відносяться до перспективних кріопротекторів.

Подано огляд літературних даних і власних досліджень кріопротекторної активності одного з класів хімічних сполук, а саме амідів низькомолекулярних кислот у відношенні ряду біологічних об'єктів. Зазначена перспективність застосування амідів як кріопротекторів, особливо при кріоконсервуванні сперми птахів. Запропоновано використовувати аміди в комбінації з іншими класами сполук, переважно з низько- і високомолекулярними поліолами, що дозволить зменшити або нейтралізувати токсичну дію кріопротекторів на біологічні об'єкти та одночасно підвищити їх кріозахисну ефективність.

Наведено результати вивчення особливостей компонентного складу запасних білків - гліадину та глютеніну - у сортів озимої м'якої пшениці, що були рекомендовані для вирощування в Україні в 1998 р. Ідентифіковано генотипи 67 сортів пшениці за шістьма гліадинкодуючими локусами - Gli 1A, Gli 1B, Gli 1D, Gli 6A, Gli 6B, Gli 6D, та трьома локусами, що кодують високомолекулярний глютенін - Glu A1, Glu B1, Glu D1. Встановлено існування зв'язку між рівнем якості зерна сортів та закономірністю розповсюдження алелей локусів, що кодують запасні білки. Показано, що генотип за гліадин- та глютенінкодуючими локусами пов'язаний з рівнем якості зерна сорту, що дозволяє використовувати цю систему генетичних маркерів як для ідентифікації генотипу та диференціації сортів, так і в селекції на якість зерна.

На основі літературних даних і результатів робіт, виконаних за участю автора, подано короткий огляд можливостей мас-спектрального методу (МСМ) для аналізу та дослідження водню в сталях. Показано, що для сучасних мас-спектрометрів характерні компактність, швидка дія, висока роздільна здатність і чутливість, можливість виконувати аналіз у широкому діапазоні мас без будь-яких обмежень для легких елементів, у тому числі водню. МСМ дуже ефективний для визначення водню при малій кількості проби, в суміші газів і для роздільного аналізу на поверхні та в об'ємі металу. Для вивчення локального розподілу водню зручний МСМ із лазерним зондом. В дослідженнях водню в сталях МС вторинних іонів належить особливе місце, яке зумовлюється такими її характеристиками і перевагами, як висока чутливість, можливість визначати водень і його хімічні сполуки в моноатомних шарах, досліджувати розподіл водню методом вторинно-іонних зображень. Метод високотемпературної мас-спектрометрії доцільно використовувати для аналізу джерел надходження водню в сталь при металургійних, електрометалургійних і зварювальних процесах.

Структурні параметри молекул, а також характеристики їх властивостей можна розглядати як впорядковані множини. Аналіз подібності (ізоморфізму) таких множин використано для побудови моделі "структура - властивості". Фактично, запропоновано підхід, що реалізує в кількісній формі принцип структурної подібності: "Молекули, близькі за структурою повинні бути подібні і за властивостями". Обговорено можливості й обмеження розробленого підходу. Як ілюстрацію, наведено аналіз зв'язку "структура - запах" для деяких органічних сполук сірки.

Розглянуто теоретичні основи якісного та кількісного (класичного) аналізів, а також фізико-хімічні методи аналізу. Наведено аналітичні реакції, які застосовуються для визначення елементів, іонів, хімічних сполук, для підтвердження тотожності катіонів і аніонів, що входять до складу лікарських засобів, а також реакції, за допомогою яких контролюють чистоту та допустимі межі домішок даних засобів. Значну увагу приділено фармакопейним методам аналізу.

Проведено морфологічний аналіз еритроцитів, що перебували у фізіологічному розчині та плазмі, в присутності катіонних, аніонних, неіонних і цвітеріонних амфіфільних сполук. Незважаючи на те, що морфологічна відповідь клітин на введення в середовище амфіфільних сполук була різною, всі досліджені речовини виявляли високу антигемолітичну активність (60 - 90 %) за умов гіпертонічного стресу еритроцитів.

Досліджено антидотний вплив нових похідних N-(3-піридоїл)-S,S-діалкілсульфілімінів. За умов лабораторних і вегетаційних дослідів вивчено вплив іодиду S,S-діізопропіл-N-(1-метил-3-піридоїл) сульфіліміну на токсичність трефлану по відношенню до сої. Розглянуто особливості взаємозв'язку антидотної дії з впливом зазначених сполук на активність нітрогеназного комплексу та деградацію гербіцидів.

З метою визначення можливості використання як біоцидних додатків для одержання захисних матеріалів досліджено дію деяких пестицидів (рамрод, лінурон, симазин) на корозійно-активні групи мікроорганізмів - сульфатредукуючі, денітрифікуючі та сапрофітні бактерії, а також їх інгібуючі властивості за умов грунтової корозії. Встановлено, що рамрод і симазин є перспективними для використання як біоцидні додатки для створення біостійких матеріалів. Передбачено, що інгібітори-біоциди можна виявити в ряді сполук, одержаних під час хімічної модифікації рамроду та симазину.

Викладено результати дослідження антиоксидантної активності біофлавоноїдів рослинного походження. Доведено, що поліфенольні сполуки виноградного насіння виявляють помірну антиоксидантну активність, яка залежить від їх концентрації.

Роботу присвячено питанням теоретичного матеріалознавства. Розроблено багатофакторний підхід для пошуку нових термоелектричних матеріалів із наперед заданими властивостями. Вирішення цієї проблеми стало можливим завдяки комбінованому теоретичному розгляду електронної, коливної та конфігураційної складових енергії з використанням багатофакторних молекулярних моделей та розв'язків обернених задач. Це привело до розробки принципово нових методів розрахунків, що дали можливість описати залежність властивостей досліджуваного матеріалу від складу, кристалічної структури, параметрів енергетичного спектра. На конкретних прикладах показано дію розроблених автором методів від постановки задачі до розрахунку кривої рівноваги. Наведено також результати дослідження взаємозв'язку електронних властивостей та структури напівпровідникових розплавів з діаграмами стану. Встановлено, що сполуки з розшаруванням в бінарних системах володіють високоефективними термоелектричними властивостями.

Розглянуто основи ядерної магнітної спектроскопії, її основні поняття, терміни. Описано властивості магнітних ядер всіх елементів періодичної таблиці, проаналізовано можливості застосування магнітного резонансу на різних ядрах для дослідження хімічних сполук. Висвітлено особливості застосування багатоядерного магнітного резонансу в хімічних та біохімічних дослідженнях.

Запропоновано нову концепцію локалізації радіоактивних відходів за безконтейнерною технологією, що базується на розробці комбінованих в'яжучих на основі портландцементу та лужного алюмосилікатного зв'язуючого у різних співвідношеннях. У основу цієї концепції покладено принцип зв'язування твердих радіоактивних відходів у хімічно нерозчинні сполуки за рахунок направленого синтезу у складі продуктів твердіння низькоосновних гідросилікатів кальцію та лужних гідроалюмосилікатів типу цеолітів. На основі комбінованих в'яжучих розроблено склади композитів для надійного поховання твердих радіоактивних відходів, які при ступеню наповнення за твердими радіоактивними відходами 80% мають високі фізико-механічні та спеціальні властивості.

Викладено результати, досвід створення й експлуатації технологій та комплексів біоспоруд для очищення господарсько-побутових і промислових стічних вод 17-ти хімічних підприємств органічного синтезу та мінеральних добрив за виконаними в ДНДПІ "Хімтехнологія" розробками. Ефективна робота створених споруд дала змогу підприємствам України та країн СНД запобігти забрудненню водойомищ органічними і зв'язаними азотом сполуками. Запропоновано комплексну схему очищення стічних вод, модульна структура якої дає змогу послідовно нарощувати глибину очистки та отримати очищену воду практично будь-якої якості.