Разработка материалов медицинского и экологического назначения на основе наночастиц диоксида церия, допированных редкоземельными элементами и переходными металлами

В последнее время наблюдается большое количество исследований по изучению свойств различных наноматериалов, а также поиску их перспективного применения в различных отраслях промышленности, в том числе в медицине и фотокатализе. Одним из таких материалов является нанокристаллический диоксид церия, способный активно вступать в окислительно-восстановительные реакции с окружающей средой за счет наличия на поверхности ионов как Ce4+, так и Ce3+. Известно, что подобная нестехиометрия коррелирует с каталитической активностью НЧ СеО2 и, как предполагается, отвечает за их биологическую и фотокаталитическую активность. Прикладные исследования биологической активности наночастиц оксида церия показывают, что это соединение проявляет низкую цитотоксичность, а также антиоксидантные и антибактериальные свойства. Взаимодействие таких наночастиц с УФ и видимым излучением позволяет генерировать электронно-дырочные пары, которые участвуют в процессе синтеза активных форм кислорода с последующим окислением органических молекул. Кроме того, введение в кристаллическую решетку различных металлов, выполняющих роль ловушек для захвата фотогенерированных электронных дырок и замедляющих процессы рекомбинации. Данный эффект значительно повышает эффективность наночастиц, что является предпосылкой для их перспективного использования в качестве окисляющих агентов, например, в текстильной и бумажной промышленности для обезвреживания канцерогенных органических красителей, или в виде самоочищающихся под действием УФ излучения поверхностей. К сожалению, на данный момент практически отсутствуют комплексные исследования, посвященные изучения влияния различных допантов на активность наночастиц диоксида церия. Большинство приведенных в литературе данных получены для НЧ, синтезированных химическими методами, например, осаждения, золь-гель, гидротермальный метод, в то время как НЧ, полученные физическими методами, практически не изучены. Данный проект направлен на комплексное изучение физико-химический свойств наночастиц диоксида церия, допированного Fe, Cu, Ni, Pr, Eu, Yb, полученных химическим и физическим способами, с целью применения в качестве фотокаталитических и антисептических материалов. Решение данной задачи позволит получить материал с высокой активностью для применения в качестве самоочищающихся пленок и покрытий изделий медицинского назначения, а также фильтров против канцерогенных органических молекул, содержащихся в загрязненных водах.