Научная группа профессора А.А. Маньшиной

Направления исследований

Лазерно-индуцированный синтез наноструктур и наноматериалов

Схема процесса лазерно-индуцированного осаждения наноструктур. Наноструктуры формируются в области лазерного воздействия — так зазываемого лазерного нанореактора (выделено зеленым)

Лазерное излучение представляет собой единственный в своем роде инструмент для управления различными процессами. Особенно интересным и перспективным направлением современной науки является использование лазера для инициации химических реакций. Результатом таких лазерно-индуцированных химических реакций является получение новых объектов — наноструктур и наноматериалов, которые невозможно синтезировать с использованием «классической» химии. Членами команды «Лазерного синтеза» разработана уникальная методика, позволяющая синтезировать аморфные и кристаллические наноматериалы — от моно- и мультиметаллических систем, до гибридных металл-углеродных объектов. За счет прецизионной настройки параметров лазерного излучения — длины волны, интенсивности, длительности импульса, пространственной локализации лазерного пучка можно задавать свойства синтезируемых объектов, а, значит и области их применения. Синтезируемые нами материалы чрезвычайно востребованы в сенсорных приложениях, экологии, биомедицине, электрокатализе и т.д.

Примеры структур, полученных с помощью лазерного синтеза

---

Лазерно-индуцированный синтез наноструктур и наноматериалов для управления светом на наноуровне

Благодаря разработанной нами методике лазерно-индуцированного осаждения, удалось создать уникальные структуры, позволяющие управлять свойствами света на наноуровне. Исследования в данной области являются основным трендом современной нанофотоники и разработки систем коммуникации будущего. На рисунке (а, с) представлены наноструктуры — флэйки, являющиеся гибридным материалом- комбинацией кристаллического углерода с внедренными наночастицами металлов. Такие флэйки обладают двулучепреломлением — редкое свойство для объектов такого типа. Еще одним примером являются периодические плазмонные решетки, представляющие собой периодически расположенные массивы наночастиц Ag (рис b, d). Такие структуры обладают плазмонными свойствами, регулируемыми в широком спектральном диапазоне, а значит, представляют интерес для любых устройств нанофотоники и оптики. Работы в этом направлении ведутся совместно с коллегами из Германии и Австрии.

---

Электрокатализ — топливные ячейки, источники тока (НЧ Ag, Pt, Au–Ag)

Методика лазерно-индуцированного осаждения позволяет нам создавать электроды с высокоразвитой поверхностью и высокой электрокаталитической активностью и разрабатывать на их основе миниатюрные источники питания, например, для кардиостимуляторов. Энергию такие источники могут получать из глюкозы в крови. На рисунке представлены наномембраны с внедренными наночастицами каталитически-активных металлов. Такие структуры были получены благодаря нашим разработкам. Работы в этом направлении ведутся совместно с коллегами из Германии.

---

Системы спектрального кодирования высокой емкости и маркеры с уникальным идентификационным кодом

Членами команды «Лазерного синтеза» разработана методика синтеза слабоагломерированных оксидных наночастиц, легированных редкоземельными ионами. На основе полученных наночастиц разработана система спектрального кодирования, которая обладает практически неограниченной информационной емкостью и может быть использована в качестве значительно более функциональной альтернативы штрих- и QR-кодам. В группе продолжаются исследования по развитию данного направления и расширению вариантов применения системы кодирования. На рисунке представлен пример лазерной маркировки металлических изделий и внедрения люминесцентных нанометок с уникальным спектральным кодом. Работы в этом направлении ведутся совместно с коллегами из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.

---

Лазерное управление биологической активностью перспективных лекарственных соединений

Графический абстракт к нашей научной статье Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 246 (2021) 118979, который был помещен на обложку журнала

Мы работаем и над созданием «умных лекарств» с возможностью удаленного, неивазивного и прецизионного контроля области, длительности и величины их терапевтического воздействия. Контроль величины их биологической активности осуществляется за счет лазерного воздействия. Вещества с такими свойствами чрезвычайно востребованы в фотофармакологии. Мы провели успешные эксперименты по созданию и изучению веществ с биологической активностью и возможностью лазерного включения либо выключения биоактивности. Внедрение «умных лекарств» в медицинскую практику позволит в будущем решить проблему неконтролируемой во времени и пространстве активности лекарственных средств (в том числе вне организма), что приводит к возникновению побочных эффектов и негативному воздействию на здоровые органы, а также накоплению биологически активных веществ в окружающей среде. Работы в этом направлении ведутся совместно с коллегами из Санкт-Петербургского научно-исследовательского центра экологической безопасности РАН.

---

Лазерная маркировка с высокой степенью защиты для стальных изделий

В рамках реализации научного проекта (№ 20-79-00101, руководитель к.х.н. Мамонова Д.В.) при финансовой поддержке РНФ создана технология лазерного внедрения люминесцентных наномаркеров, содержащих редкоземельные металлы. Проект направлен на решение актуальной проблемы защитной маркировки стратегической техники и стальных деталей, предназначенных для критически важных объектов инфраструктуры. Разработанная маркировка не содержит полимерных компонентов и не нуждается в дополнительном корпусе защиты. Маркер нельзя перенести с оригинала на подделку. Он является частью самого изделия и не может быть удален без повреждения оригинального объекта. Технология позволяет наносить маркер на различные конструкционные, медицинские стали и сплавы. Маркировка имеет видимые и скрытые элементы. 1. Серийный номер, штрихкод или логотип является низким уровнем защиты. 2. Люминесценцию маркировки можно увидеть только под специальным источником излучения. 3. Высокий уровень защиты обеспечивает уникальный идентификационный код (ID), который извлекается из профиля спектра люминесценции маркера. Спектральная система кодирования позволяет сгенерировать более 1025 ID комбинаций и является потенциально перспективной в борьбе с контрафактом.

Проекты

• РФФИ-DFG ННИО_а 20-58-12015, (2020–2022), Исследование процессов, определяющих стабильность и деградацию электродов на основе модельной нанокомпозитной системы ПАНИ/M@C с регулируемой 2D и 3D архитектурой.
• РФФИ 19-33-90239 «Разработка наноструктурированных электрохимических сенсоров для определения глюкозы в крови».
• РФФИ 19-33-50105 "Синтез новых композитных материалов на основе декорированных плазмонными наночастицами инвертированных опалов золота для усовершенствования методик характеризации ключевых органических аналитов методом гигантского комбинационного рассеяния"
• РФФИ 19-33-50105 «Синтез новых композитных материалов на основе декорированных плазмонными наночастицами инвертированных опалов золота для усовершенствования методик характеризации ключевых органических аналитов методом гигантского комбинационного рассеяния»
• G-RISC C-2 2017, 12.20.271.2017, Preparation of higly ordered electrodes based on electrocatalitycally active multimetallic nanoparticles / Создание высокоупорядоченных наноструктурированных электродов на основе электрокаталитически-активных мультиметаллических наночастиц.
• РФФИ 17-03-01284, Гибридные металл/углеродные наноструктуры для детектирования биотоксичных веществ сложной природы в экологическом мониторинге.
• Соглашение № 14.604.21.0078 «Разработка метода синтеза наноразмерных ассоциированных гибридов для создания люминесцентных маркеров медико-биологического применения» 30.06.2014–31.12.2016. В рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы».
• ГК № 16.513.11.3134 «Разработка метода синтеза нанокристаллических люминесцентных меток для визуализации молекулярных маркеров в клетках и тканях» (21.10.2011–09.09.2012). В рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям исследований на 2007–2013» По результатам экспертного анализа, проведенного Минобрнауки РФ, выполненный в рамках ГК № 16.513.11.3134 проект был отнесён к категории «500 лучших».

Публикации

2022 год

1. Single step laser-induced deposition of plasmonic au, ag, pt mono-, bi-and tri-metallic nanoparticles Mamonova, D. V., Vasileva, A. A., Petrov, Y. V., Koroleva, A. V., Danilov, D. V., Kolesnikov, I. E., Bikbaeva, G. I., Bachmann, J. & Manshina, A. A., 1 янв 2022, в: Nanomaterials. 12, 1, 146.

2021 год

1. In situmicrosynthesis of polyaniline: synthesis-structure-conductivity correlation Vasileva, A., Pankin, D., Mikhailovskii, V., Kolesnikov, I., Mínguez-Bacho, I., Bachmann, J. & Manshina, A., 21 сен 2021, в: New Journal of Chemistry. 45, 35, стр. 15968-15976 9 стр.
2. Laser-induced switching of the biological activity of phosphonate molecules Kolesnikov, I., Khokhlova, A., Pankin, D., Pilip, A., Egorova, A., Zigel, V., Gureev, M., Leuchs, G. & Manshina, A., 14 сен 2021, в: New Journal of Chemistry. 45, 34, стр. 15195-15199 5 стр.
3. A Self-Ordered Nanostructured Transparent Electrode of High Structural Quality and Corresponding Functional Performance Döhler, D., Triana, A., Büttner, P., Scheler, F., Goerlitzer, E. S. A., Harrer, J., Vasileva, A., Metwalli, E., Gruber, W., Unruh, T., Manshina, A., Vogel, N., Bachmann, J. & Mínguez-Bacho, I., 4 апр 2021, (Электронная публикация перед печатью) в: Small.
4. Laser-induced twisting of phosphorus functionalized thiazolotriazole as a way of cholinesterase activity change Pankin, D., Khokhlova, A., Kolesnikov, I., Vasileva, A., Pilip, A., Egorova, A., Erkhitueva, E., Zigel, V., Gureev, M. & Manshina, A., 5 фев 2021, в: Spectrochimica Acta - Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 246, 118979.
5. Structural features of functional polysiloxanes radical and ionic photo-curing for laser printing applications Talianov, P. M., Rzhevskii, S. S., Pankin, D. V., Deriabin, K. V., Islamova, R. M. & Manshina, A. A., фев 2021, в: Journal of Polymer Research. 28, 2, 37.
6. Spectral properties of triphenyltin chloride toxin and its detectivity by SERS: Theory and experiment Pankin, D., Martynova, N., Smirnov, M. & Manshina, A., 15 янв 2021, в: Spectrochimica Acta - Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 245, 10 стр., 118933.
7. Laser-induced deposition of plasmonic Ag and Pt nanoparticles, and periodic arrays Mamonova, D. V., Vasileva, A. A., Petrov, Y. V., Danilov, D. V., Kolesnikov, I. E., Kalinichev, A. A., Bachmann, J. & Manshina, A. A., 1 янв 2021, в: Materials. 14, 1, 14 стр., 10.
8. Preface Yamanouchi, K., Manshina, A. A. & Makarov, V. A., 2021, Progress in Photon Science. Yamanouchi, K., Manshina, A. A. & Makarov, V. A. (ред.). стр. v-vii (Springer Series in Chemical Physics; том 125).
9. Rare Earth Ion Based Luminescence Thermometry Kolesnikov, I. & Manshina, A., 2021, Progress in Photon Science. Springer Nature, стр. 69-94 26 стр. (Springer Series in Chemical Physics; том 125).
10. Synthesis of weakly-agglomerated luminescent CaWO4:Nd3+ particles by modified Pechini method Мамонова, Д. В., Колесников, И. Е., Медведев, В. А., Шубина, И. М., Михайлов, М. Д., Lähderanta, E. & Маньшина, А. А., 2021, (Электронная публикация перед печатью) в: Ceramics International.
11. YVO₄ Nanoparticles Doped with Eu³⁺and Nd³⁺for Optical Nanothermometry Kolesnikov, I. E., Mamonova, D. V., Kurochkin, M. A., Kolesnikov, E. Y., Lähderanta, E. & Manshina, A. A., 2021, в: ACS Applied Nano Materials. 4, 11, стр. 12481–12489

2020 год

1. Direct laser-induced deposition of AgPt@C nanoparticles on 2D and 3D substrates for electrocatalytic glucose oxidation Vasileva, A., Haschke, S., Mikhailovskii, V., Gitlina, A., Bachmann, J. & Manshina, A., окт 2020, в: Nano-Structures and Nano-Objects. 100547.
2. Synthesis and luminescence properties of YVO₄: Nd³⁺, Er³⁺ and Tm³⁺ nanoparticles Medvedev, V. A., Mamonova, D. V., Kolesnikov, I. E., Khokhlova, A. R., Mikhailov, M. D. & Manshina, A. A., авг 2020, в: Inorganic Chemistry Communications. 118, 6 стр., 107990.
3. Hybrid Orthorhombic Carbon Flakes Intercalated with Bimetallic Au-Ag Nanoclusters: Influence of Synthesis Parameters on Optical Properties Butt, M. A., Mamonova, D., Petrov, Y., Proklova, A., Kritchenkov, I., Manshina, A., Banzer, P. & Leuchs, G., 15 июл 2020, в: Nanomaterials. 10, 7, 1376.
4. Photosensitive Poly-l-lysine/Heparin Interpolyelectrolyte Complexes for Delivery of Genetic Drugs Korzhikov-Vlakh, V., Katernuk, I., Pilipenko, I., Lavrentieva, A., Guryanov, I., Sharoyko, V., Manshina, A. A. & Tennikova, T. B., 8 мая 2020, в: Polymers. 12, 5, 21 стр., 1077.
5. Construction of efficient dual activating ratiometric YVO₄:Nd³⁺/Eu³⁺ nanothermometers using co-doped and mixed phosphors Kolesnikov, I. E., Mamonova, D. V., Kalinichev, A. A., Kurochkin, M. A., Medvedev, V. A., Kolesnikov, E. Y., Lähderanta, E. & Manshina, A. A., 14 мар 2020, в: Nanoscale. 12, 10, стр. 5953-5960
6. Tuning the Optical and Geometrical Properties of Hybrid Carbon Flakes by Fabrication Parameters Butt, M. A., Mamonova, D., Manshina, A. A., Banzer, P. & Leuchs, G., 2020, Novel Optical Materials and Applications, NOMA 2020. OSA - The Optical Society, (Optics InfoBase Conference Papers; том Part F186-NOMA 2020).

2019 год

1. Plasmonic carbon nanohybrids from laser-induced deposition: controlled synthesis and SERS properties Povolotckaia, A., Pankin, D., Petrov, Y., Vasileva, A., Kolesnikov, I., Sarau, G., Christiansen, S., Leuchs, G. & Manshina, A., 15 июн 2019, в: Journal of Materials Science. 54, 11, стр. 8177-8186 10 стр.
2. Investigating the Optical Properties of a Laser Induced 3D Self-Assembled Carbon–Metal Hybrid Structure Butt, M. A., Lesina, A. C., Neugebauer, M., Bauer, T., Ramunno, L., Vaccari, A., Berini, P., Petrov, Y., Danilov, D., Manshina, A., Banzer, P. & Leuchs, G., 3 мая 2019, в: Small. 15, 18, 9 стр., 1900512.
3. Nanoporous water oxidation electrodes with a low loading of laser-deposited Ru/C exhibit enhanced corrosion stability Haschke, S., Pankin, D., Mikhailovskii, V., Barr, M. K. S., Both-Engel, A., Manshina, A. & Bachmann, J., 11 янв 2019, в: Beilstein Journal of Nanotechnology. 10, 1, стр. 157-167 11 стр.
4. Adjusting Interfacial Chemistry and Electronic Properties of Photovoltaics Based on a Highly Pure Sb₂S₃ Absorber by Atomic Layer Deposition Büttner, P., Scheler, F., Pointer, C., Döhler, D., Barr, M. K. S., Koroleva, A., Pankin, D., Hatada, R., Flege, S., Manshina, A., Young, E. R., Mínguez-Bacho, I. & Bachmann, J., 1 янв 2019, (Принято в печать) в: ACS Applied Energy Materials. 2, 12, стр. 8747-8756
5. Laser-induced deposition of metal and hybrid metal-carbon nanostructures Manshina, A., 1 янв 2019, Springer Series in Chemical Physics. Springer Nature, стр. 387-403 17 стр. (Springer Series in Chemical Physics; том 119).

2018 год

1. 2D Carbon Allotrope with Incorporated Au-Ag Nanoclusters - Laser-Induced Synthesis and Optical Characterization Manshina, A., Petrov, Y., Kolesnikov, I., Mitetelo, N. V., Murzina, T. V., Butt, M. A., Neugebauer, M., Banzer, P. & Leuchs, G., 2 июл 2018, Conference on Lasers and Electro-Optics/Pacific Rim, CLEOPR 2018. OSA - The Optical Society, 8699521. (Optics InfoBase Conference Papers; том Part F113-CLEOPR 2018).
2. Highly Reversible Water Oxidation at Ordered Nanoporous Iridium Electrodes Based on an Original Atomic Layer Deposition Schlicht, S., Haschke, S., Mikhailovskii, V., Manshina, A. & Bachmann, J., 1 мая 2018, в: ChemElectroChem. 5, 9, стр. 1259-1264 6 стр.
3. In-situ laser-induced synthesis of associated YVO4: Eu3+@ SiO2@ Au-Ag/C nanohybrids with enhanced luminescence Kolesnikov, I. E., lvanova, T. Y., Ivanov, D. A., Kireev, A. A., Mamonova, D. V., Golyeva, E. V., Mikhailov, M. D. & Manshina, A. A., 1 фев 2018, в: Journal of Solid State Chemistry. 258, стр. 835-840 6 стр.
4. Investigating the optical properties of a novel 3D self- assembled metamaterial made of carbon intercalated with bimetal nanoparticles Butt, M. A., Neugebauer, M., Lesina, A. C., Ramunno, L., Berini, P., Vaccari, A., Bauer, T., Manshina, A. A., Banzer, P. & Leuchs, G., 1 янв 2018, Novel Optical Materials and Applications, NOMA 2018. OSA - The Optical Society, Том Part F107-NOMA 2018.
5. Laser-deposited hybrid Au-Ag@C nanoparticles as efficient SERS & adsorption material Vasileva, A. A., Pankin, D. V., Kolesnikov, I. E., Rzhevskiy, S. S. & Manshina, A. A., 2018, в: Journal of Physics: Conference Series. 1124, 5, 051029.
6. New hybrid crystalline metal-carbon flakes with unusual optical properties Маньшина, А. А., 2018, Russian-German-French Laser Symposium.
7. Raman fingerprints for unambiguous identification of organotin compounds Pankin, D., Kolesnikov, I., Vasileva, A., Pilip, A., Zigel, V. & Manshina, A., 2018, в: Spectrochimica Acta - Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 204, стр. 158-163 6 стр.
8. ИЗУЧЕНИЕ ГЕМОСОВМЕСТИМОСТИ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ МАГНЕТИТА И КОМПОЗИТНЫХ ЧАСТИЦ МАГНЕТИТА-КРЕМНЕЗЕМА IN VITRO Toropova, Y. G., Pechnikova, N. A., Zelinskaya, I. A., Korolev, D. V., Gareev, K. G., Markitantova, A. S., Bogushevskaya, V. D., Povolotskaya, A. V. & Manshina, A. A., 2018, в: Bulletin of Siberian Medicine. 17, 3, стр. 157-167 11 стр.

2017 год

1. Design Rules for Oxygen Evolution Catalysis at Porous Iron Oxide Electrodes: A 1000-Fold Current Density Increase Haschke, S., Pankin, D., Petrov, Y., Bochmann, S., Manshina, A. & Bachmann, J., 22 сен 2017, в: ChemSusChem. 10, 18, стр. 3644-3651 8 стр.
2. Optic properties of niobium-phosphate glasses containing lithium, sodium, and potassium oxides Ol’shin, P. K., Povolotskii, A. V., Man’shina, A. A., Markov, V. A. & Sokolov, I. A., 1 июл 2017, в: Glass Physics and Chemistry. 43, 4, стр. 294-297 4 стр.
3. Novel 2D carbon allotrope intercalated with Au-Ag nanoclusters: From laser design to functionality Manshina, A. A., Povolotskaya, A. V., Petrov, Y. V., Willinger, E., Willinger, M. G., Banzer, P. & Leuchs, G., 1 янв 2017, Advanced Photonics, NOMA 2017. OSA - The Optical Society, Том Part F55-NOMA 2017.
4. A model electrode of well-defined geometry prepared by direct laser-induced decoration of nanoporous templates with Au-Ag@C nanoparticles Schlicht, S., Kireev, A., Vasileva, A., Grachova, E. V., Tunik, S. P., Manshina, A. A. & Bachmann, J., 2017, в: Nanotechnology. 28, 6
5. Laser-inspired chemical transformations Manshina, A., 2017, Springer Series in Chemical Physics. Springer Nature, Том 115. стр. 243-251 9 стр. (Springer Series in Chemical Physics; том 115).
6. Modified Pechini method for the synthesis of weakly-agglomerated nanocrystalline yttrium aluminum garnet (YAG) powders Мамонова, Д. В., Колесников, И. Е., Маньшина, А. А., Михайлов, М. Д. & Смирнов, В. М., 2017, в: Materials Chemistry and Physics. 189, стр. 245-251
7. The luminescence properties of nanocrystalline phosphors Mg2SiO4:Eu3+ Kolomytsev, A. Y., Mamonova, D. V., Manshina, A. A. & Kolesnikov, I. E., 2017, в: Journal of Physics: Conference Series. 929, 1, 012068.

2016 год

1. Laser-induced synthesis of nanostructured metal–carbon clusters and complexes Arakelian, S., Kutrovskaya, S., Kucherik, A., Osipov, A., Povolotckaia, A., Povolotskiy, A. & Manshina, A., 1 ноя 2016, в: Optical and Quantum Electronics. 48, 11, 505.
2. Laser formation of the metal-carbon islands thin films for optical application Kucherik, A., Antipov, A., Arakelian, S., Kutrovskaya, S., Osipov, A., Vartanyan, T., Povolotckaia, A., Povolotskiy, A. & Manshina, A., 23 авг 2016, Proceedings - 2016 International Conference Laser Optics, LO 2016. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., стр. R95 7549905. (Proceedings - 2016 International Conference Laser Optics, LO 2016).
3. Laser-induced synthesis of metal–carbon materials for implementing surface-enhanced Raman scattering Kucherik, A., Arakelian, S., Vartanyan, T., Kutrovskaya, S., Osipov, A., Povolotskaya, A., Povolotskii, A. & Man’shina, A., 1 авг 2016, в: Optics and Spectroscopy (English translation of Optika i Spektroskopiya). 121, 2, стр. 263-270 8 стр.
4. Direct laser synthesis of Ag nanoparticles from ammonia-alcoholic solutions of AgNO3 Маньшина, А. А., 2016, в: Acta Chimica Slovenica.
5. Laser-induced synthesis of a nanostructured polymer-like metal-carbon complexes Arakelian, S., Kutrovskaya, S., Kucherik, A., Osipov, A., Povolotckaia, A., Povolotskiy, A. & Manshina, A., 2016, Nanophotonics VI. Nunzi, J-M., Andrews, D. L. & Ostendorf, A. (ред.). SPIE, 988425. (Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering; том 9884).
6. Nanopowders of aluminum-magnesium spinel doped with europium(3+) ions: Synthesis by hydroxocarbonates coprecipitation and study of their physicochemical properties Маньшина, А. А., 2016, в: Russian Journal of General Chemistry.
7. Photoluminescence properties of Eu3+ ions in yttrium oxide nanoparticles: defect vs. normal sites Колесников, И. Е., Поволоцкий, А. В., Мамонова, Д. В., Lahderanta, E., Маньшина, А. А. & Михайлов, М. Д., 2016, в: RSC Advances. 6, 80, стр. 76533-76541
8. Spatially-controlled laser-induced decoration of 2D and 3D substrates with plasmonic nanoparticles Bashouti, M. Y., Povolotckaia, A. V., Povolotskiy, A. V., Tunik, S. P., Christiansen, S. H., Leuchs, G. & Manshina, A. A., 2016, в: RSC Advances. 6, 79, стр. 75681-75685 5 стр.

2015 год

1. Annealing effect: Controlled modification of the structure, composition and plasmon resonance of hybrid Au-Ag/C nanostructures Manshina, A., Povolotskiy, A., Povolotckaia, A., Kireev, A., Petrov, Y. & Tunik, S., 2015, в: Applied Surface Science. 353, стр. 11-16
2. Concentration effect on photoluminescence of Eu3+-doped nanocrystalline YVO4 Kolesnikov, I. E., Tolstikova, D. V., Kurochkin, A. V., Pulkin, S. A., Manshina, A. A. & Mikhailov, M. D., 2015, в: Journal of Luminescence. 158, стр. 469-473
3. Concentration effect on structural and luminescent properties of YVO4:Nd3+ nanophosphors Kolesnikov, I. E., Tolstikova, D. V., Kurochkin, A. V., Platonova, N. V., Pulkin, S. A., Manshina, A. A. & Mikhailov, M. D., 2015, в: Materials Research Bulletin. 70, стр. 799-803
4. Direct laser writing of μ-chips based on hybrid C-Au-Ag nanoparticles for express analysis of hazardous and biological substances Bashouti, M. Y., Manshina, A., Povolotckaia, A., Povolotskiy, A., Kireev, A., Petrov, Y., Ma kovi, M., Spiecker, E., Koshevoy, I., Tunik, S. & Christiansen, S., 2015, в: Lab on a Chip - Miniaturisation for Chemistry and Biology. 15, 7, стр. 1742-1747
5. Hybrid nanostructures: synthesis, morphology and functional properties Povolotskaya, A. V., Povolotskiy, A. V. & Manshinab, A. A., 2015, в: Russian Chemical Reviews. 84, 6, стр. 579-600
6. Laser-induced transformation of supramolecular complexes: a novel approach to control formation of hybrid multi-yolk-shell Au-Ag@a-C:H nanostructures for stable SERS substrates Manshina, A. A., Grachova, E. V., Povolotskiy, A. V., Povolotckaia, A. V., Petrov, Y. V., Koshevoy, I. O., Makarova, A. A., Vyalikh, D. V. & Tunik, S. P., 2015, в: Scientific Reports. 5, 12027.
7. Luminescence of Y3Al5O12:Eu³⁺ nanophosphors in blood and organic media Kolesnikov, I. E., Povolotskiy, A. V., Tolstikova, D. V., Manshina, A. A. & Mikhailov, M. D., 2015, в: Journal of Physics D - Applied Physics. 48, 7, 6 стр., 075401.
8. Structural features of silver-doped phosphate glasses in zone of ferntosecond laser-induced modification Vasileva, A. A., Nazarov, I. A., Olshin, P. K., Povolotskiy, A. V., Sokolov, I. A. & Manshina, A. A., 2015, в: Journal of Solid State Chemistry. 230, стр. 56-60 5 стр., 18952.
9. Structure of lithium-niobium phosphate glass promising for optical phase elements creation with femtosecond laser radiation Manshina, A. A., Povolotskiy, A. V., Ol’shin, P. K., Vasileva, A. A., Markov, V. A. & Sokolov, I. A., 2015, в: Glass Physics and Chemistry. 41, 6, стр. 572-578 7 стр.
10. The formation of optical phase structures in the volume of phosphate glasses by means of thermal diffusion caused by the action of femtosecond laser radiation Man'shina, A. A., Povolotskii, A. V. & Sokolov, I. A., 2015, в: Journal of Optical Technology (A Translation of Opticheskii Zhurnal). 82, 2, 7 стр.

2014 год

1. Annealing effect on composition and functional properties of hybrid C-Au-Ag nanoparticles Manshina, A., Povolotskiy, A., Povolotskaya, A., Koshevoy, I. & Tunik, S., 2014, Source of the Document Technical Proceedings of the 2014 NSTI Nanotechnology Conference and Expo, NSTI-Nanotech 2014. стр. 424-427
2. Eu3+ concentration effect on luminescence properties of YAG:Eu3+ nanoparticles Kolesnikov, I. E., Tolstikova, D. V., Kurochkin, A. V., Manshina, A. A. & Mikhailov, M. D., 2014, в: Optical Materials. 37, стр. 306-310
3. Laser formation of collodial alloys of the noble nanoparticles and deposition of the microclusters on the glass substrate Kucherik, A., Antipov, A., Arakelian, S., Kutrovskaya, S., Khorkov, K., Povolotckaia, A., Povolotskiy, A. & Manshina, A., 2014, Proceedings - 2014 International Conference Laser Optics, LO 2014. стр. 6886356
4. Laser-induced synthesis of hybrid C-Au-Ag nanostructures: Nanoparticles, nanoflakes, nanoflowers Manshina, A., Povolotskiy, A., Povolotskaya, A., Koshevoy, I. & Tunik, S., 2014, Source of the Document Technical Proceedings of the 2014 NSTI Nanotechnology Conference and Expo, NSTI-Nanotech 2014. стр. 381-384
5. Waveguide fabrication in lfithium-niobo-phosphate glasses by high repetition rate femtosecond laser: route to non-equilibrium material’s states Dubov, M., Mezentsev, V., Manshina, A. A., Sokolov, I. A., Povolotskiy, A. V. & Petrov, Y. V., 2014, в: Optical Materials Express. 4, 6, стр. 1197-1206 10 стр.
6. Исследование структурных и оптических особенностей литий-фосфатных стекол Ольшин, П. К., Киреев, А. А., Поволоцкий, А. В., Маньшина, А. А. & Соколов, И. А., 2014, в: СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ. 5, стр. 803

Патенты

1. Колесников И. Е., Поволоцкий А. В., Маньшина А. А., Поволоцкая А. В. Патент РФ на изобретение № 2614245 «Способ получения гибридных плазмонно-люминесцентных маркеров»
2. Маньшина А.А., Поволоцкий А.В., Иванова Т.Ю., Тверьянович Ю.С. Патент РФ на изобретение № 2323553 от 27.04.2008 «Способ лазерного осаждения меди из раствора электролита на поверхность диэлектрика».
3. Маньшина А.А., Поволоцкий А.В., Поволоцкая А.В., Туник С.П., Кошевой И.О., Грунский О.С., Курочкин А.В., Тверьянович Ю.С. Патент РФ на изобретение № 2444161 от 15.07.2010 «Способ лазерного нанесения металлических покрытий и проводников на диэлектрики»
4. Маньшина А.А., Борисов Е.Н., Поволоцкий А.В., Грунский О.С. Патент РФ на изобретение № 2498298 от 10.11.2013. «Устройство визуализации биологических объектов с нанометками»
5. Маньшина А.А., Борисов Е.Н., Поволоцкий А.В., Грунский О.С. Патент РФ на полезную модель № 125458 от 22.08.2012 "Устройство для определения локализации атипичных клеток по люминесценции нанокристаллических меток в биологических тканях"
6. Васильева А.С., Маньшина А.А., Поволоцкий А.В., Киреев А.А., Тверьянович А.С., Тверьянович Ю.С. Патент РФ на изобретение № 2 559 582 от 10.08.2015, «Халькогенидная подложка для биочипа»

Результаты исследований

Нанокомпозитные электроды с регулируемой 2D и 3D архитектурой

Для разработки прорывных технологий в области прикладных экологических и медицинских задач необходимо систематическое изучение факторов, определяющих стабильность и деградацию электродных систем. Наглядной модельной системой электрода с 2D либо 3D архитектурой являются композитные структуры, представляющие собой комбинацию каталитически-активных наночастиц и химически стабильной матрицы.

В рамках выполнения проекта РФФИ-DFG 20-58-12015 ННИО_а «Исследование процессов, определяющих стабильность и деградацию электродов на основе модельной нанокомпозитной системы ПАНИ/M@C с регулируемой 2D и 3D архитектурой» впервые выполнено комплексное рассмотрение проблемы деградации композитных электродов и установления факторов, определяющих их стабильность. В качестве каталитически активной фазы исследовались гибридные биметаллические наночастицы в составе углеродной матрицы (AgAu@C, AgPt@C) и монометаллические Ru@C наночастицы. В качестве химически стабильной матрицы рассматривался проводящий полимер — полианилин (ПАНИ). На втором этапе проекта решались две задачи, посвященные исследованию влияния взаимодействия между ПАНИ и M@C наночастицами и влиянию архитектуры модельной электродной системы ПАНИ/М@C на функциональные характеристики нанокомпозитных образцов: Исследование химического взаимодействия и влияния архитектуры модельной системы в наноструктурированных многофазных системах является ключевым вопросом, позволяющим разрабатывать способ создания стабильных электродных систем.

В результате работы разработана методика in situ окислительной полимеризации анилина на поверхности стенок пористого наноструктурированного темплата — анодированного оксида алюминия. Обнаружено, что наиболее упорядоченная морфология может быть получена благодаря применению центрифугирования на стадии роста полимерных цепей. Архитектура образца требует адаптации методики лазерно-индуцированного осаждения (ЛИО) для получения каталитически активных НЧ внутри пор наномембран анодированного оксида алюминия, в связи с чем была проведена оптимизация ЛИО. Было обнаружено, что при переходе от планарной к 3D архитектуре, для всех типов НЧ наблюдается уменьшение их размеров. Таким образом, применение структур 3D архитектуры должно приводить к изменению электрохимического отклика в связи с увеличением площади поверхности НЧ за счет уменьшения их размеров, увеличения концентрации НЧ за счет архитектуры образца и увеличении эффективности переноса заряда за счет полученных надмолекулярных структур ПАНИ.

---

Простая идентификация биотоксичных соединений разной природы

Научная группа под руководством проф. Алины Анвяровной Маньшиной совместно с учёными из Санкт-Петербургского научно-исследовательского Центра Экологической Безопасности (НИЦЭБ РАН) создала комплексную систему детектирования и идентификации биотоксичных соединений разной природы с помощью эффекта гигантского комбинационного рассеяния света (ГКР). Среди исследованных веществ были рассмотрены следующие группы природных и антропогенных токсинов: оловоорганические соединения, микроцистины LR и RR, анатоксин-а и фосфорорганические соединения.

Для синтеза ГКР-активных наноструктур применялся метод лазерно-индуцированного осаждения из раствора. Гибридные наночастицы, представляющие собой аморфную углеродную матрицу с биметаллическими AgAu включениями, продемонстрировали коэффициент усиления сигнала комбинационного рассеяния света от изучаемых аналитов ~10⁵, что позволило провести детектирование биотоксикантов в природной среде.

Исследования проводились в рамках выполнения проекта РФФИ 17-03-01284

Pankin, D., Kolesnikov, I., Vasileva, A., Pilip, A., Zigel, V., Manshina, A., Raman fingerprints for unambiguous identification of organotin compounds, Spectrochimica Acta - Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2018, 204, с. 158-163