Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время ведется поиск эинципиально новых материалов и методов преобразования ин-эрмации, позволяющих расширить функциональные возможности аектроники. Одним из таких направлений является молекулярная «электроника, основй развития которой служит разработка ноле материалов с целью создания технических систем, активно :пользующих особенности структурной организации биосред, а іКле кооперативные явления и процессы, присуще таким, средам.
Биоорганические соединения вызывают больпюй интерес по іедующим причинам:
эти материалы более разнообразны по своим структурным и иико-химическим свойствам, чем традиционные неорганические, iK как в конденсированном состоянии для них характерны доїльно слабые межмолекулярные связи;
они обладают способность*! легко менять свое физическое (стояние; им также присущ полиморфизм, то есть множество руктурно устойчивых состояний, определяющих многообразие Ойств; <
*в данных средах протекают явления самоорганизации, про-ляющиеся в самоструктурировании и самоформировании в нерав-весных условиях;
- известными и прогнозируемыми свойствами систем на осно-
таких сред являются сверхсёнсорность восприятия, ассоциа-
вность и параллельность обработки информации;
- биосреды как материалы для биотехнических систем харак-
ризуются максимальной адаптивность» к живым организмам и к
ловеку, в частности.
Установление в последнее время перечисленных свойств у лого ряда биологических сред, в том числе у основных состав-х элементов биологических мембран.- фосфолипидов, а также вестные результаты по участию фосфолипидов в процессах работки информации на молекулярном уровне делает актуальными
исследования в области их направленного синтеза и использов ния в биосенсорах и приборах молекулярной электроники.
Однако, известная неустойчивость фосфолипидов биологиче ких мембран на воздухе, а также отсутствие данных о получен и свойствах монокристаллов фофсфолипидов в твердом состоян ограничивает возможности применения данных материалов в элек ронике.
Поэтому решение. задачи о практическом использовании и вестных свойств фосфолипидов для целей электроники на эта постановки работы сдерживалось:
. - отсутствием технологии получения монокристаллов фосф липидов в твердом состоянии, устойчивых на воздухе в нормал ных условиях;
- отсутствием данных о реализации по отношении к вышена ванным материалам основных процессов микротехнологии: нанес ния. удаления и модифицирования вещества;
-» отсутствием данных о физико-химических и электрофиз ческих свойствах фосфолипидов' в твердом крисаллическ состояниии.
Учитывая известные структурные и физико-химические свой тва фосфолипидов, в качестве цели диссертационной работы б определен синтез и исследование свойств кристаллов аналог фосфолипидов, включая разработку методов выращивания монокри таллов аналогов фосфолипидов, устойчивых на воздухе в нормал ных условиях, определение их структуры, физико-химических электрофизических свойств.
Основными объектами исследования служили изобутил-гуам ноэтилфосфат (ИФвА) - аналог фосфоэтаноламина (ФЭА) и изобут -2(триметиламмонио)зтилфосфат хлорид (ИФХ) -' аналог фосфот дилхолина (ФХ), в которых диглицеридная часть фосфолипидов з мешена на изобутильный остаток.
В рамках достижения поставленной цели решались следуют задачи.
-
Синтез аналогов фосфолипидов из исходных компонентов
-
Разработка методов их свободной и вынужденной криста
лизации.
-
Исследование структурных, физико-химических, оптических, электрофизических свойств кристаллов аналогов фосфолипи-' цов и особенностей их проявления при различных внешних условиях существования кристаллов.
-
Разработка твердотельных приборов на основе выявленных свойств.
Научная новизна работы заключается в следувяем :
-
Впервые синтезированы низкомолекулярные аналоги фосфо-нипидов: изобутил-2-аминоэтилфосфат и нзобутил-2-(триметилаы-лэнио) этилфосфатхлорид. Получено положительное решение на ізобретение на новое вещество - аналог фосфолипида ИФХ и его :войства.
-
Впервые получены кристаллы аналогов фосфолипидов ИФЭА
из раствора на границе раздела газ - лидкость;
из раствора на границе раздела твердое тело - яидкость;
из раствора в капилляре.
-
Обнаружен процесс, периодической кристаллизации и саьга-ігранения монокристалла ИФЭА при его вырапивании в неравновес-!ых условиях в капилляре.
-
Установлено, что синтез гомогенного кристалла на осно-. іе .композиций' ИФЭА и ИФХ без индивидуального фазообразованкя ;ристаллических индивидов ИФХ и ИФЭА возможен лишь при соотно-ієнии компонентов ИФХ ИФЭА - 2:1, что соответствует типичному ^отношению содержания фосфолипидов ФХ и.ФЭА в клеточных іембранах.
-
Установлено, что кристаллы ИФЭА имеют моноклинную синению; определены основные. параметры элементарной ячейки ИФЭА,
-
Определены основные физико-химические свойства синте-ированных аналогов фосфолипидов ИФЭА и ИФХ: молекулярная мас-а, плотность, температура плавления.
Практическая значимость работы:
-
Разработан способ выращивания свободнорастущих приапических моноіеристаллов ИФЭА из раствора.
-
Разработан способ, выращивания нитевидных монокристал-
лов ИФЭА в формообразователе типа капилляра.
-
Разработан способ выращивания моно- и поликристаллических слоев аналогов фосфолипидов из раствора на инородных подложках.
-
Разработан способ получения кристаллов на основе композиций аналогов фосфолипидов и экспериментально установлено .оптимальное соотношение компонентов для синтеза гомогенных кристаллов на основе композиции ИФХ ИФЭА = 2;1.
-
Определены основные электрофизические свойства аналогов фосфолипидов в твердом кристаллическом состоянии.
-
Обнаружены влагочувствительные свойства у ИФХ; разрабо тана конструкция и создан датчик влажности на ИФХ.
Основные научные положения, выносимые на защиту.
-
Кристаллы аналога фосфолипида - изобутил-2-аминоэтил-фосфата имеют моноклинную сйнгонию (параметры элементарной ячейки а - 0.763 нм, b -0,924 нм, с"- 3,233 =89,4*) И устойчивы на воздухе в нормальных условиях.
-
При выращивании кристаллов ИФЭА в капилляре из раствора наблюдается явление периодической кристаллизации и само-огранения монокристаллов ИФЭА. ,
-
Синтез гомогенного кристалла на основе композиции ШЭД и ИФХ возможен лишь при соотношении компонентов ИФХ: ИФЭА = 2:1, что соответствует типичному соотношению содержания фосфолипидов ФХ и ФЭА в клеточных мембранах.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на IV республиканском семинаре "Самоформирование. Теория и применение в полупроводниковой технологии" (Шауляй,-1989 г.), Всесоюзной конференции "Автоматизация, интенсификация, интеграция процессов .технологии микроэлектроники" (Лэнинтрад, 1989 г.).
Публикации. По материалам диссертации имеются 2 публикации.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов с выводами и заключения. Основной текст работы изложен на 145 страницах машинописного текста. Содержит 38 рисунков, 12 таблиц. \Список литературы включает 11Б наименований '
