СПЕКТРАЛЬНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА И МОРФОЛОГИЯ САМООРГАНИЗОВАННЫХ НАНОСТРУКТУР ИНДОТРИКАРБОЦИАНИНОВОГО КРАСИТЕЛЯ
Исследованы спектрально-люминесцентные свойства индотрикарбоцианинового красителя в растворах и после нанесения на подложки из кварца или кремния. Установлено, что в водно-этанольных растворах происходит самоорганизация молекул красителя с образованием Н*-агрегатов. Полоса поглощения Н*-агрегатов гипсохромно сдвинута на 192 нм (5291 см-1) относительно максимума поглощения мономеров красителя (706 нм) и имеет полуширину 21 нм (797 см-1). Впервые изучена морфология Н*-агрегатов и установлено, что в случае индотрикарбоцианинового красителя они представляют собой стержнеобразные объекты высотой ~10 нм, шириной 100 нм и длиной несколько микрометров. Наряду с Н*-агрегатами, у которых отсутствует флуоресценция, в водно-этанольных растворах красителя образуются Н-агрегаты, которые флуоресцируют с максимумом на 560 нм при стоксовом сдвиге 325 см-1 и представляют собой наночастицы высотой 1-3 нм и поперечными размерами ~100 нм.
1. A. H. Herz. Adv. Coll. Interface Sci., 8, N 3 (1977) 237-298
2. R. L. Parton, J. R. Lenhard. J. Org. Chem., 55, N 3 (1990) 49-57
3. F. Wuerthner, R. Wortmann, K. Meerholz. Chem. Phys. Chem., 3, N 1 (2002) 17-31
4. O. I. Tolmachev, N. V. Pilipchuk, O. D. Kachkovsky, Yu. L. Slominski, V. Ya. Gayvoronsky, E. V. Shepelyavyy, S. V. Yakunin, M. S. Brodyn. Dyes and Pigments, 74, N 1 (2007) 195-201
5. S. Barlow, J. L. Bredas, Yu. A. Getmanenko, R. L. Gieseking, J. M. Hales, H. Kim, S. R. Marder, J. W. Perry, C. Risko, Y. Zhang. Mater. Horiz., 1, N 6 (2014) 577-581
6. Z. Sheng, D. Hu, M. Xue, M. He, P. Gong, L. Cai. Nano-Micro Lett., 5, N 3 (2013) 145-150
7. K. Sano, T. Nakajima, T. Ali, D. W. Bartlett, A. M. Wu, I. Kim, C. H. Paik, P. L. Choyke, H. Kobayashi. J. Biomed. Optics, 18, N 10 (2013) 103041-1013046
8. R. Watanabe, K. Sato, H. Hanaoka, T. Harada, T. Nakajima, I. Kim, C. H. Paik, A. M. Wu, P. L. Choyke, H. Kobayashi. ACS Med. Chem. Lett., 5, N 4 (2014) 411-415
9. A. Yuan, J. Wu, X. Tang, L. Zhao, F. Xu, Y. Hu. J. Pharmaceutical Sci., 102, N 1 (2013) 6-28
10. X. Yi, F. Wang, W. Qin, X. Yang, J. Yuan. Int. J. Nanomedicine, 9 (2014) 1347-1365
11. A. A. Lugovski, M. P. Samtsov, K. N. Kaplevsky, D. Tarasau, E. S. Voropay, P. T. Petrov, Yu. P. Istomin. J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 316 (2016) 31-36
12. R. B. Mujumdar, L. A. Ernst, S. R. Mujumdar, C. J. Lewis, A. S. Waggoner. Bioconjugate Chem., 4, N 2 (1993) 105-111
13. A. Mishra, R. K. Behera, P. K. Behera, B. K. Mishra, G. B. Behera. Chem. Rev., 100, N 6 (2004) 1973-2012
14. D. R. Dietze, R. A. Mathies. J. Phys. Chem. C, 119, N 18 (2015) 9980-9987
15. A. A. Ishchenko. Russ. Chem. Rev., 60, N 8 (1991) 865-884
16. V. I. Yuzhakov. Russ. Chem. Rev., 61, N 6 (1992) 613-628
17. L. Daehne, E. Biller. Adv. Mater., 10, N 3 (1998) 241-245
18. I. A. Struganova, H. Lim, S. A. Morgan. J. Phys. Chem. B, 106, N 42 (2002) 11047-11050
19. A. K. Chibisov, H. Goerner, T. D. Slavnova. Chem. Phys. Lett., 309, N 1 (2004) 240-245
20. C. Didraga, A. Pugzlys, P.R. Hania, H. von Berlepsch, K. Duppen, J. Knoester. J. Phys. Chem. B, 108 (2004) 14976-14985
21. A. Pugzlys, R. Augulis, P. H. M. van Loosdrecht, C. Didraga, V. A. Malyshev, J. Knoester. J. Phys. Chem. B, 110, N 41 (2006) 20268-20276
22. H. von Berlepsch, S. Kirstein, R. Hania, A. Pugzlys, C. Boettcher. J. Phys. Chem. B, 11, N 7 (2007) 1701-1711
23. B. I. Shapiro, E. A. Belonozhkina, V. A. Kuz’min. Nanotechnol. Rus., 4, N 1-2 (2009) 38-44
24. F. C. Spano. J. Am. Chem. Soc., 131, N 12 (2009) 4267-4278
25. D. M. Eisele, J. Knoester, S. Kirstein, J. P. Rabe, D. A. Vanden Bout. Nat. Nanotechnol., 4, N 10 (2009) 658-663
26. S. J. Khouri, V. Buss. J. Sol. Chem., 39, N 1 (2010) 121-130
27. F. C. Spano. Acc. Chem. Res., 43, N 3 (2010) 429-439
28. F. Wuerthner, T. E. Kaiser, C. R. Saha-Moeller. Angew. Chem. Int. Ed., 50, N 15 (2011) 3376-3410
29. D. M. Eisele, C. W. Cone, E. A. Bloemsma, S. M. Vlaming, C. G. F. van der Kwaak, R. J. Silbey, M. G. Bawendi, J. Knoester, J. P. Rabe, D. A. Vanden Bout. Nat. Chem., 4, N 8 (2012) 655-662
30. H. von Berlepsch, C. Boettcher. Langmuir, 29, N 16 (2013) 4948-4958
31. S. Chakraborty, P. Debnath, D. Dey, D. Bhattacharjee, S. A. Hussain. J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 93 (2014) 57-64
32. K. A. Clark, E. L. Krueger, D. A. Vanden Bout. J. Phys. Chem. C, 118, N 42 (2014) 24325-24334
33. N. Sato, T. Fujimura, T. Shimada, T. Tani, S. Takagi. Tetrahedron Lett., 56, N 22 (2015) 2902-2905
34. J. Megow, M. I. S. Roehr, M. Schmidt am Busch, T. Renger, R. Mitric, S. Kirstein, J. P. Rabe, V. May. Phys. Chem. Chem. Phys., 17, N 10 (2015) 6741-6747
35. J. R. Caram, S. Doria, D. M. Eisele, F. S. Freyria, T. S. Sinclair, P. Rebentrost, S. Lloyd, M. G. Bawendi. Nano Lett., 16, N 11 (2016) 6808-6815
36. F. Milota, V.I. Prokhorenko, T. Mancal, H. von Berlepsch, O. Bixner, H. F. Kauffmann, J. Hauer. J. Phys. Chem. A, 117, N 29 (2013) 6007-6014
37. H. von Berlepsch, C. Boettcher. J. Phys. Chem. B, 119, N 35 (2015) 11900-11909
38. C. Koenigstein, M. N. Spallart, R. Bauer. Electrochim. Acta, 43, N 16-17 (1998) 2435-2445
39. M. Kawasaki, T. Sato. J. Phys. Chem. B, 105, N 4 (2001) 796-803
40. M. Kawasaki, D. Yoshidome, T. Sato, M. Iwasaki. J. Electroanal. Chem., 543, N 1 (2003) 1-11
41. J. L. Lyon, D. M. Eisele, S. Kirstein, J. P. Rabe, D. A. Vanden Bout, K. J. Stevenson. J. Phys. Chem. C, 112, N 4 (2008) 1260-1268
42. J. L. Lyon, D. M. Eisele, S. Kirstein, J. P. Rabe, D. A. Vanden Bout, K. J. Stevenson. ECS Trans., 16, N 28 (2009) 77-84
43. C. W. Cone, S. Cho, J. L. Lyon, D. M. Eisele, J. P. Rabe, K. J. Stevenson, P. J. Rossky, D. A. Vanden Bout. J. Phys. Chem. C, 115, N 30 (2011) 14978-14987
44. K. Takazawa, Y. Kitahama, Y. Kimura. Chem. Commun., 20 (2004) 2272-2273
45. K. Takazawa, Y. Kitahama, Y. Kimura, G. Kido. Nano Lett., 5, N 7 (2005) 1293-1296
46. B. J. Walker, A. Dorn, V. Bulovic, M. G. Bawendi. Nano Lett., 11, N 7 (2011) 2655-2659
47. Y. Qiao, F. Polzer, H. Kirmse, E. Steeg, S. Kirstein, J. P. Rabe. J. Mater. Chem. C, 2, N 43 (2014) 9141-9148
48. Y. Qiao, F. Polzer, H. Kirmse, E. Steeg, S. Kuehn, S. Friede, S. Kirstein, J. P. Rabe. ACS Nano, 9, N 2 (2015) 1552-1560
49. Y. Qiao, F. Polzer, H. Kirmse, S. Kirstein, J. P. Rabe. Chem. Commun., 51, N 60 (2015) 11980-11982
50. A. Yoshida, N. Uchida, K. Noritsugu. Langmuir, 25, N 19 (2009) 11802-11807
51. K. E. Achyuthan, A. M. Achyuthan, S. M. Brozik, S. M. Dirk, T. R. Lujan, J. M. Romero, J. C. Harper. Anal. Sci., 28, N 5 (2012) 433-438
52. N. A. Toropov, P. S. Parfenov, T. A. Vartanyan. J. Phys. Chem. C, 118, N 31 (2014) 18010-18014
53. R. D. Jansen-van Vuuren, P. C. Deakin, S. Olsen, P. L. Burn. Dyes and Pigments, 101 (2014) 1-8
54. M. Kawasaki, S. Aoyama. Chem. Commun., 8 (2004) 988-989
55. X. Ma, J. Hua, W. Wu, Y. Jin, F. Meng, W. Zhan, H. Tian. Tetrahedron, 64, N 2 (2008) 345-350
56. A. N. Jordan, S. Das, N. Siraj, S.L. de Rooy, M. Li, B. El-Zahab, L. Chandler, G. A. Baker, I. M. Warner. Nanoscale, 4, N 16 (2012) 5031-5038
57. P. K. D. Duleepa Pitigala, M. M. Henary, E. A. Owens, A. G. UnilPerera, K. Tennakone. J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 325 (2016) 39-44
58. S. Kirstein, S. Daehne. Int. J. Photoenergy, 2006 (2007) 203631-203632
59. D. M. Eisele, H. von Berlepsch, C. Boettcher, K. J. Stevenson, D. A. Vanden Bout, S. Kirstein, J. P. Rabe. J. Am. Chem. Soc., 132, N 7 (2010) 2104-2105
60. L. I. Markova, V. L. Malinovskii, L. D. Patsenker, R. Haener. Chem. Commun., 49, N 46 (2013) 5298-5300
61. R. L. Gieseking, S. Mukhopadhyay, C. Risko, S. R. Marder, J. L. Bredas. Adv. Mater., 26, N 1 (2014) 68-84
62. J. Yuen-Zhou, D. H. Arias, D. M. Eisele, C. P. Steiner, J. J. Krich, M. G. Bawendi, K. A. Nelson, A. Aspuru-Guzik. ACS Nano, 8, N 6 (2014) 5527-5534
63. E. Steeg, F. Polzer, H. Kirmse, Y. Qiao, J. P. Rabe, S. Kirstein. J. Coll. Interface Sci., 472 (2016) 187-194
64. E. E. Jelley. Nature, 138, N 3502 (1936) 1009-1010
65. E. E. Jelley. Nature, 139, N 3519 (1937) 631-632
66. G. Scheibe. Angew. Chem., 50, N 11 (1937) 212-219
67. M. Kasha, H. R. Rawls, M. Ashraf El-Bayoumi. Pure Appl. Chem., 11, N 3-4 (1965) 371-392
68. H. Asanuma, K. Shirasuka, T. Takarada, H. Kashida, M. Komiyama. J. Am. Chem. Soc., 125, N 8 (2003) 2217-2223
69. J. Clark, J. F. Chang, F. C. Spano, R. H. Friend, C. Silva. Appl. Phys. Lett., 94, N 16 (2009) 1633061-1633063
70. U. Roesch, S. Yao, R. Wortmann, F. Wuerthner. Angew. Chem. Int. Ed., 45, N 42 (2006) 7026-7030
71. Q. Fang, F. Wang, H. Zhao, X. Liu, R. Tu, D. Wang, Z. Zhang. J. Phys. Chem. B, 112, N 10 (2008) 2837-2841
72. N. Ryu, Y. Okazaki, E. Pouget, M. Takafuji, S. Nagaoka, H. Ihara, R. Oda. Chem. Commun., 53, N 63 (2017) 8870-8873
73. A. V. Ruban, P. Horton, A. J. Young. J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 21, N 2-3 (1993) 229-234
74. N. V. Belko, M. P. Samtsov, G. A. Gusakov, E. S. Voropay, L. S. Lyashenko. Журн. прикл. спектр., 83, спец. вып. 6-16 (2016) 458-459
75. E. S. Emerson, M. A. Conlin, A. E. Rosenoff, K. S. Norland, H. Rodriguez, D. Chin, G. R. Bird. J. Phys. Chem., 71, N 8 (1967) 2396-2403
76. C. Паркер. Фотолюминесценция растворов, Москва, Мир (1972) 210-218
77. V. Sundstrom, T. Gillbro. Chem. Phys., 61 (1981) 257-269
78. G. E. Walfaren. J. Chem. Phys., 40, N 11 (1964) 3249-3256
79. В. В. Егоров, М. В. Алфимов. Успехи физ. наук, 177, № 10 (2007) 1033-1081
80. V. V. Egorov. J. Lumin., 131, N 3 (2011) 543-547
81. V. V. Egorov. AIP Adv., 14, N 7 (2014) 0771111-0771119
82. V. V. Egorov. Open Sci., 4, N 5 (2017) 1605501-1605502
83. E. W. Knapp. Chem. Phys., 85, N 1 (1984) 73-82