Химия пористых материалов
Научная группа под руководством к.х.н. А.C. Порываева ведет исследования на стыке двух крупных областей науки: электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и химии пористых материалов: металл-органических координационных полимеров (МОКП), цеолитов и глины. За последние пять лет в коллективе сформировалось несколько ключевых направлений:
1. Исследование диффузии и процессов адсорбционного разделения изотопологов воды и водорода с помощью пористых материалов.
2. Исследование процессов сорбции, высвобождения и диффузии биологически активных молекул с поверхности пористого носителя.
3. Исследование сорбции газов и жидкостей (оксидов азота, углеводородов, сероорганичечких соединений) в пористых материалах.
4. Синтез и изучение радикалсодержащих спиновых систем как потенциальных кандидатов на роль кубитов и газовых сенсоров
5. Изучение орто-пара конверсии водорода в металл-органических координационных полимерах.
|
|
|
|
Polyukhov, D. M., Kudriavykh, N. A., Gromilov, S. A., Kiryutin, A. S., Poryvaev, A. S., & Fedin, M. V. (2022). Efficient MOF-catalyzed ortho–para hydrogen conversion for practical liquefaction and energy storage. ACS Energy Letters, 7(12), 4336-4341. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c02149 |
Poryvaev, A. S., Gjuzi, E., Yazikova, A. A., Polyukhov, D. M., Albrekht, Y. N., Efremov, A. A., ... & Fedin, M. V. (2023). Blatter radical-decorated silica as a prospective adsorbent for selective NO capture from air. ACS applied materials & interfaces, 15(4), 5191-5197. DOI: 10.1021/acsami.2c19183 |
Efremov, A. A., Zhitkeyev, R., Livanovich, K. S., Poryvaev, A. S., & Fedin, M. V. (2025). A MOF-Based Paramagnetic Oxygen Gas Sensor. Analytical Chemistry, 97(49), 27375-27382. DOI: 10.1021/acs.analchem.5c05516 |
Изучение пористых жидкостей
Пористые жидкости (ПЖ) сочетают в себе такие функциональные свойства твердых пористых веществ как способность к сорбции, хранению и разделению газов, и, одновременно, проявляют текучесть, присущую жидкостям и позволяющую реализовать ряд технологических процессов в потоке. В нашей лаборатории развиваются и применяются к изучению пористых жидкостей методы Электронного Парамагнитного Резонанса (ЭПР) с использованием спиновых зондов (стабильных радикалов и других парамагнитных молекул). Спиновые зонды могут быть введены в ПЖ в следовых концентрациях и служить источником информации о структуре и свойствах их локального окружения.
|
|
|
|
Bakulina, O. D., Ivanov, M. Y., Prikhod'ko, S. A., Pylaeva, S., Zaytseva, I. V., Surovtsev, N. V., ... & Fedin, M. V. (2020). Nanocage formation and structural anomalies in imidazolium ionic liquid glasses governed by alkyl chains of cations. Nanoscale, 12(38), 19982-19991. DOI: 10.1039/D0NR06065H |
Ivanov, M. Y., Bakulina, O. D., Alimov, D. V., Prikhod'Ko, S. A., Veber, S. L., Pylaeva, S., ... & Fedin, M. V. (2021). Inherent heterogeneities and nanostructural anomalies in organic glasses revealed by EPR. Nanoscale Advances, 3(17), 4973-4978. DOI: 10.1039/D1NA00452B
|
Bakulina, O. D., Ivanov, M. Y., Prikhod’ko, S. A., Smirnova, K. A., Sagdeev, R. Z., Adonin, N. Y., & Fedin, M. V. (2025). Permanent Encapsulation of Mobile Molecules in Ionic Solids: Unraveling the Local Microstructure Using Molecular Probes. The Journal of Physical Chemistry C, 129(6), 3096-3106. DOI: 10.1039/D0NR06065H
|
Изучение ТГц-индуцированных процессов
Группа терагерциндуцированных процессов под руководством д.ф.-м.н. С.Л. Вебера занимается развитием новых методов спектроскопии ЭПР с применением излучения терагерцового (ТГц) диапазона. Энергия фотонов такого излучения сопоставима с энергиями расщеплений целого ряда высокоспиновых соединений, что определяет важность развития методов ТГц ЭПР спектроскопии.
Многие научные исследования группы связаны с применением ТГц-излучения Новосибирского лазера на свободных электронах – уникальной научной установки. В дополнение к лазерному излучению группа развивает подходы, основанные на широкополосном синхротронном излучении. Одним из актуальных направлений в этой области является разработка станции «ИК-диагностика» на Сибирском кольцевом источнике фотонов (СКИФ). Данная станция позволит проводить уникальные исследования в области молекулярного магнетизма, магнитоструктурных переходов и плазмонных структур.
|
|
|
|
Minakova, O. V., Kobylarczyk, J., Panova, E. V., Kukułka, M., Veber, S. L., Holldack, K., ... & Podgajny, R. (2025). Intermolecular exchange interaction in bis-(phenoxy Schiff base) Co (II) complexes: an in-depth insight into the magneto-structural nature of single-molecule magnets. Inorganic Chemistry Frontiers, 12(23), 7656-7674. DOI: 10.1039/D5QI00955C |
Borodulina, A. V., Melnikov, A. R., Bochkin, G. A., Fedin, M. V., Fel’dman, E. B., & Veber, S. L. (2024). Calculation of π Using a Molecular Electron Spin Qubit Implemented by Pulsed Electron Paramagnetic Resonance. The Journal of Physical Chemistry Letters, 15(31), 8026-8031. DOI: 10.1021/acs.jpclett.4c01782 |
Nehrkorn, J., Valuev, I. A., Kiskin, M. A., Bogomyakov, A. S., Suturina, E. A., Sheveleva, A. M., ... & Veber, S. L. (2021). Easy-plane to easy-axis anisotropy switching in a Co (II) single-ion magnet triggered by the diamagnetic lattice. Journal of Materials Chemistry C, 9(30), 9446-9452. DOI: 10.1039/D1TC01105G |
Изучение биологических систем
Группа д.ф.-м.н. О.А. Крумкачевой занимается развитием и применением методов импульсной дипольной ЭПР-спектроскопии (DEER/PELDOR, RIDME) для изучения структуры и конформационной динамики биомолекул - белков, нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и их комплексов. Ключевой особенностью группы является применение лазерно-индуцированной дипольной ЭПР-спектроскопии, использующей фотовозбуждённые триплетные состояния молекул (порфиринов, фуллеренов, фталоцианинов) в качестве спиновых меток. Этот подход позволяет исследовать ЭПР-активные лиганды непосредственно в комплексах с биомолекулами, к примеру, определять сайты связывания фотосенсибилизаторов с белками и G-квадруплексными ДНК, а также отслеживать светоиндуцированные структурные перестройки в таких системах. Наряду с методическими разработками в области новых спиновых меток (тритильные радикалы, триплетные фуллерены) и оптимизации чувствительности импульсных ЭПР-экспериментов, группа активно сочетает экспериментальные данные с вычислительными методами структурной биологии для получения детальной структурной информации о биологических системах.
Статья "Связывающее звено: ученые ускорили поиск эффективных лекарств от рака"
|
|
| Bulygin, K. N., Timofeev, I. O., Malygin, A. A., Graifer, D. M., Meschaninova, M. I., Venyaminova, A. G., ... & Bagryanskaya, E. G. (2021). Two alternative conformations of mRNA in the human ribosome during elongation and termination of translation as revealed by EPR spectroscopy. Computational and Structural Biotechnology Journal, 19, 4702-4710. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csbj.2021.08.024 | Kolokolov, M., Sannikova, N., Dementev, S., Podarov, R., Zhdanova, K., Bragina, N. Y., ... & Krumkacheva, O. (2025). Enhanced binding site identification in protein–ligand complexes with a combined blind docking and dipolar electron paramagnetic resonance approach. Journal of the American Chemical Society, 147(16), 13677-13687. DOI: 10.1021/jacs.5c01274 |
