1.3. Фотоника сложных молекулярных систем

Основатель научного направления — Кецле Гарри Альбертович, доктор физико-математических наук, профессор.

Руководитель научного направления — Летута Сергей Николаевич, доктор физико-математических наук, профессор, почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации.

Основные направления подготовки:

• бакалавриат 03.03.02 Физика;
• магистратура 03.04.02 Физика;
• подготовка кадров высшей квалификации 1.3 Физические науки: 1.3.6 Оптика; 1.3.8 Физика конденсированного состояния.

Основное направление исследований:

• разработка, синтез и исследование свойств микро- и ультрадисперсных металлических и композитных материалов функционального назначения;
• разработка и создание наноконтейнеров для адресной доставки лекарственных препаратов (липосомы, фуллерены, мицеллы, металлические и неметаллические наночастицы, магнитные наночастицы и др.);
• физико-химические процессы в молекулярных системах с различной организацией:

  - в жидких и твердых растворах органических молекул;

  - в моно- и мультимолекулярных слоях люминофоров и органических полупроводников;

  - в однородных и гетерогенных молекулярных структурах;

  - в биологических тканях и выделенных из них клетках;

• фотомодификация многоатомных молекул и полимеров (включая макромолекулы нуклеиновых кислот и белков);
• фотодинамическая инактивация микроорганизмов;
• селективные люминесцентно-оптические сенсоры для измерения концентрации кислорода в газах и жидкостях;
• оптические функциональные материалы.

Основные научные результаты:

• разработаны способы применения ударных волн для поражения патогенных бактерий в жидких средах и биопленках, к которым штаммы, резистентные к антибиотикам, не смогут выработать иммунитет. Ударные волны повреждают биопленки по механизму абляции, механически разделяют образовавшиеся фрагменты на жизнеспособные бактерии, увеличивают проницаемость матрикса биопленок в целом и пермеабилизацию стенок отдельных бактериальных клеток для фотодинамических агентов (фотосенсибилизаторов и кислорода), повышая их чувствительность к фотодинамической обработке;
• разработана технология синтеза липосом, инкапсулированных различными лекарственными препаратами и магнитными наночастицами, для адресной доставки лекарств;
• исследованы процессы фотосенсибилизированной генерации синглетного кислорода в сложных молекулярных системах, включая биологические ткани и живые клетки, культивируемые в питательных средах, комплексы «ДНК — органические красители» и др. Разработаны методы управления процессами преобразования энергии возбуждения в молекулярных системах. Предложен метод лазерной флуоресцентной диагностики биологических тканей;
• определена эффективность различных каналов релаксации высоких электронных состояний молекул органических красителей и на основе полученных данных разработаны:

  - люминесцентный способ определения концентрации кислорода в газах и жидкостях;

  - способ внешнего управления внутримолекулярными переходами в возбужденных молекулах, и на этой основе предложена модель фотохромного элемента;

  - методы фотомодификации макромолекул, включая ДНК и белки;

• разработаны голографические методы исследования фотопроцессов в молекулярных системах и созданы новые регистрирующие среды для оптической записи информации;
• обнаружен эффект гигантского усиления комбинационного рассеяния света на молекулах растворителя в присутствии в растворе нанокластеров эндометаллофуллеренов;
• разработаны способы и осуществлена инактивация планктонных микроорганизмов при воздействии ударных волн, активных форм кислорода и локальной гипертермии.

Персональный состав коллектива:

1. Летута Сергей Николаевич, д-р физ.-мат. наук, профессор, руководитель научной группы
2. Алиджанов Эскендер Куртаметович, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник
3. Алимбеков Ильдар Ринатович
4. Давыдова Ольга Константиновна, канд. биол. наук, доцент
5. Ишемгулов Азамат Талгатович, канд. физ.-мат. наук
6. Лантух Юрий Дмитриевич, канд. физ.-мат. наук, доцент
7. Неясов Петр Петрович
8. Никиян Айк Николаевич, канд. физ.-мат. наук, доцент
9. Раздобреев Дмитрий Анатольевич, канд. хим. наук

Основные данные о деятельности за период с 2021 по 2025 г.:

1. Количество публикаций участников коллектива, в том числе:

2. Членами коллектива и под руководством членов коллектива защищена 1 докторская (Закирулин Р.С., 2016) и 4 кандидатские диссертации (Никиян А.Н., 2004; Раздобреев Д.А., 2004; Давыдова О.К., 2006; Маряхина В.С., 2013; Ишемгулов А.Т., 2018).

Основные научные проекты коллектива:

1. Разработка, создание, исследование свойств и применение микро- и наноструктур (госзадание Минобрнауки России № 075-03-2026-574, руководитель Летута С.Н., 2026–2028).
2. Конструирование, синтез и применение микро- и ультрадисперсных материалов в сельском хозяйстве (грант № 075-15-2024-550 на проведение крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития, руководитель Летута С.Н., 2024–2026).
3. Альтернативные физико-химические методы инактивации патогенных микроорганизмов (госзадание Минобрнауки РФ № FSGU-2020-0003, Базовая часть, руководитель Летута С.Н., 2023–2025).
4. Инактивация патогенных микроорганизмов и деструкция бактериальных пленок в реакциях с участием высоковозбужденных состояний фотосенсибилизаторов (госзадание Минобрнауки РФ № FSGU-2020-0003, Базовая часть, руководитель Летута С.Н., 2020–2022).

Контактная информация:

460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13, ОГУ,

ЦКП «Институт микро- и нанотехнологий».

Тел.: (35-32) 37-59-67 (внутр. 20-45).

E-mail: letuta@com.osu.ru.