1. Введение. Химия привитых поверхностных соединений как часть науки о поверхности. Химическое модифицирование поверхности - путь создания материалов с заранее заданными свойствами.
2. Химия поверхности носителей. Выбор носителя. Общие и специальные требования к носителю. Химия поверхности оксидов. Удельная поверхность и пористость. Фракталы в химии поверхности. Кремнеземные носители. Оксиды алюминия, титана и циркония. Поверхность металлов. Химия поверхности углеродных материалов.
3. Модификаторы поверхности. Задача выбора модификатора. Якорная группа. Кремнийорганические модификаторы. Силаны как важнейший тип модификаторов. Синтез кремнийорганических модификаторов. Фосфор-, бор- и оловоорганические модификаторы. Тиольные модификаторы поверхности металлов.
4. Взаимодействие модификаторов с поверхностью. Модифицирование кремнезема органическими и кремнийорганическими соединениями. Основные синтетические методы: иммобилизация, сборка на поверхности, гидролитическая поликонденсация. Модифицирование поверхности металлов. Модифицирование поверхности оксидов (кроме кремнезема). Молекулярное наслаивание неорганических соединений. Эффект первого монослоя.
Химическое модифицирование поверхности ионных кристаллов.
Взаимодействие металлокомплексных соединений с поверхностью оксидов. Закрепление на поверхности моно- и полиядерных комплексов переходных металлов. Гетерогенизация металлоорганических кластеров. Сборка кластеров на поверхности.
Модифицирование полимерами. Адсорбция и сшивка олигомеров на поверхности. Закрепление функционализированных полимеров. Образование покрытий типа " частица в пленке". Полимеризация адсорбированных мономеров. Химические реакции дефектов поверхности
5. Строение и свойства привитых слоев. Основные типы привитых слоев кремнийорганических соединений. Взаимное влияние привитых молекул. Двумерность, макромолекулярность и полифункциональность привитого слоя. Распределение модификатора в привитом слое. Самособирающиеся монослои. Конформационные и фазовые переходы в привитых слоях. Динамические свойства привитых молекул. Смачивание привитых слоев. Дизайн привитых слоев.
6 Методы исследования состава и строения привитых слоев. Химические методы исследования. Адсорбционные и хроматографические методы исследования привитых слоев. Спектральные методы исследования: колебательная, электронная, ЭПР-, ЯМР, РФЭ и ГР-спектроскопия. Электронная микроскопия, сканирующая туннельная и атомно-силовая микроскопия привитых слоев. Термолинзовая спектрометрия. Эллипсометрия. Пьезокварцевое микровзвешивание. Краевые и контактные углы смачивания. Ртутная и водяная порометрия.
7. Сорбционно-хроматографические свойства поверхностно-модифицированных материалов. Кислотно-основные свойства привитых поверхностных соединений. Взаимодействие неорганических ионов с комплексообразующими химически модифицированными материалами. Сорбция ионов из неводных растворов. Адсорбция из газовой фазы на химически модифицированных поверхностях.
8. Применение поверхностно-модифицированных материалов. Применение в сорбции. Сорбция из воздуха. Сорбция из водных растворов. Сорбция из неводных растворов. Сорбенты для концентрирования микроэлементов.
Применение поверхностно-модифицированных материалов в хроматографии. Газовая хроматография. Высокоэффективная жидкостная хроматография. Ионная хроматография. Хроматография биополимеров. Промышленная хроматография.
Ионнообменники на минеральной основе.
Аффинные сорбенты. Хиральные модифицированные поверхности.
Гибридные сорбционно-инструментальные методы исследования.
Использование привитых слоев в химических и биосенсорах.
Гетерогенные металлокомплексные катализаторы на основе минеральных носителей.
Иммобилизованные реагенты в органической химии.
Управление адсорбцией биополимеров и адгезией клеток.
9. Гетероповерхностные сорбенты и их применение. Классификация гетероповерхностных сорбентов. Сорбенты Пинкертона. Двухзонные сорбенты. Смешанные иммобилизованные фазы. Гетероповерхностные сорбенты с защитным экраном из микрочастиц. Сорбенты с иммобилизованными белками. Примеры применения гетероповерхностных сорбентов.
10. Перспективы развития химии привитых поверхностных соединений. Актуальные проблемы химического модифицирования поверхностей. Метод молекулярных отпечатков (импринтинг). Молекулярная литография и микроконтактная печать. Молекулярные устройства, включающие химически модифицированные поверхности. Привитые поверхностные соединения как объекты нанотехнологии.
 
 

Рекомендуемая литература
1. Г. В. Лисичкин, А. Ю. Фадеев, А. А. Сердан и др. Химия привитых поверхностных соединений. М.: Физматлит, 2003, 592 с.
2. Модифицированные кремнеземы в сорбции, катализе и хроматографии. Под ред. Г. В. Лисичкина. М.: Химия, 1986, 248 с.
3. В. А. Тертых, Л. А. Белякова. Химические реакции с участием поверхности кремнезема. Киев: Наукова думка, 1991.
4. Ф. Хартли. Закрепленные металлокомплексы. М.: Мир, 1989, 358 с.
5. Г. В. Лисичкин, А. Я. Юффа. Гетерогенные металлокомплексные катализаторы. М.: Химия, 1981, 160 с.
6. П. Г. Мингалев, Г. В. Лисичкин. Успехи химии. 2006, т. 75, ?6, с. 604-624.
7. Г. В. Лисичкин, Ю. А. Крутяков. Успехи химии. 2006, т. 75, ?10, с. 998-1017.
8. Журнал Всес. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева. 1989. 34. N3 (номер посвящен химическому модифицированию поверхностей).
9. Г. В. Лисичкин, А. Ю. Фадеев. Росс. хим. журнал (ЖРХО им. Д. И. Менделеева). 1996. 40. N3, с. 65-79.
10. Материал лекций.
 

Программа составлена
проф. Лисичкиным Г. В.