Одержано дані щодо будови, властивостей та стабільності наноструктур на основі діоксиду кремнію як раніше досліджених, так і запропонованих вперше, а саме: фулереноподібних молекул складу (SiO₂)_N та (SiO₂)_N(Н₂O)_N/2. Встановлено, що питома енергія зв'язування (E⁽¹⁾_3B) повністю координованих молекул (SiO₂)_N неістотно відрізняється від відповідної енергії експериментально одержаних структур діоксиду кремнію. Так, (E⁽¹⁾_3B) молекули (SiO₂)⁶⁰ на 0,38 еВ вище розрахованої енергії зв'язування для β-кристобаліту, та на 0,6 еВ нижче, ніж для w-кремнезему, що дозволяє зробити висновок про можливість існування за певних умов цих структур. Теоретично обгрунтовано можливість утворення фулереноподібних молекул силікатних кислот (SiO₂)_N(Н₂O)_N/2 як інтермедіатів при гідротермальному та золь-гель синтезах матеріалів на основі діоксиду кремнію. Вперше показано, що повністю координовані структури (SiO₂)_N при гідролізі перетворюються на більш стабільні гідроксильовані структури (SiO₂)_N(Н₂O)_N/2, які, в свою чергу, взаємодіють з молекулами води, зі збереженням молекулярної форми, утворюючи з нею відповідні гідратні комплекси. Розраховані зміни просторової структури та залежності енергії вздовж координати реакції і перерозподіл електронної густини за взаємодії повністю координованої молекули (SiO₂)₂₀ з молекулою води свідчать про утворення координаційного зв'язку ≣Si ···OH₂ для повністю координованих фулереноподібних молекул діоксиду кремнію (ФМДК). Виконані вперше розрахунки частот, форм та інтенсивностей нормальних коливань атомів молекули (SiO₂)₂₀(Н₂O)₁₀ (δ(Si - О - Si) - 447, v_s(Si - О - Si) - 762, δ(Si - О - H) - 918, v_as(Si - О - Si) - 1 099 см^-1) показали досить добре узгодження із експериментальним спектром порожнистих наносфер (δ(Si - О - Si) - 470, v_s(Si - О - Si) - 796, δ(Si - О - H) - 964, v_as(Si - О - Si) - 1 093 см^-1), а тому молекула (SiO₂)₂₀(Н₂O)₁₀ та її гомологи є придатними моделями для дослідження властивостей синтезованих порожнистих наносфер, які становлять великий науковий та практичний інтерес, в першу чергу, як можливі контейнери для зберігання речовин різної хімічної природи. Встановлено, що для спектру КР молекули (SiO₂)_N(Н₂O)₁₀ характерними є інтенсивні смуги при 552 та в області 850-1 150 см^-1 на відміну від спектрів КР кристалічних зразків кремнезему та олігомерів силікатних кислот, існування яких у розчинах встановлено експериментально. Ці характеристики можуть допомогти в подальшій експериментальній ідентифікації фулереноподібних молекул в розчинах силікатних кислот. Запропоновано можливі шляхи синтезу ФМДК.

• Філоненко Оксана В'ячеславівна (фізико-математичні науки)
• Філоненко Олена В'ячеславівна (медичні науки)

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"