Akadēmiskais centrs
2024. gada 23. janvārī, plkst. 14.00 Latvijas Universitātes (LU) Ķīmijas zinātņu nozares promocijas padomes atklātā sēdē Dabaszinātņu Akadēmiskajā centrā Rīgā, Jelgavas ielā 1, 217. auditorijā Kristaps Saršūns aizstāvēs promocijas darbu par tēmu “Cieto šķīdumu veidošanās un fizikālķīmisko īpašību raksturojums pēc uzbūves līdzīgu organisko molekulu vairākkomponentu sistēmās” zinātnes doktora grāda (Ph. D.) iegūšanai dabaszinātnēs.
Recenzenti: Dr.chem. Donāts Erts (Latvijas Universitāte), Dr. Mihails Arhangelskis (Varšavas Universitāte, Polija), Dr.phys. Anatolijs Mišņovs (Latvijas Organiskās sintēzes institūts)
Ar promocijas darbu var iepazīties LU Bibliotēkas Daudznozaru bibliotēkā Rīgā, Raiņa bulvārī 19, 2. stāvā, 203. telpā divas nedēļas pirms aizstāvēšanas.
Cietie šķīdumi starp neorganiskajām vielām ir plaši pētītas un labi zināmas cietās fāzes, kurās materiāla uzbūve un īpašības ir atkarīgas no komponentu sastāva. Šādas fāzes un to nodrošinātā īpašību maiņa ir plaši sastopamas tādās materiālu klasēs kā metālu sakausējumos, minerālos, keramikās u.c. Turpretī pētījumu par cieto šķīdumu veidošanos starp organiskajām vielām ir būtiski mazāk. Vēl jo vairāk, ir pamatoti uzskatīt, ka cietie šķīdumi starp organiskām vielām un to izveides rezultātā izmainītas fizikālās īpašības līdz šim bieži ir tikuši atstāti bez ievērības un detalizētas izpētes. Tomēr interese par cieto šķīdumu veidošanos starp organiskajām cietvielām pēdējās desmitgades laikā ir būtiski pieaugusi, uz ko skaidri norāda pieaugums zinātnisko publikāciju skaitā, kas pēta šo parādību, galvenokārt, pārbaudot līdz šim pieņemtās un izsakot jaunas hipotēzes kristālinženierijas jomā. Papildus tam, cietie šķīdumi paver perspektīvu iespēju materiāla īpašību modulēšanai, mainot komponentu sastāvu nepārtrauktā veidā. Tiesa, vēlamajai īpašībai jābūt pietīkami jutīgai attiecībā pret cietā šķīduma sastāvu.
Kristālinženierijas pieeja tiek izmantota, lai dizainētu un uzlabotu tādas nozīmīgas kristālu fizikālās un/vai ķīmiskās īpašības kā šķīdību, kušanas temperatūru, nelineārās optiskās un mehāniskās īpašības. Pakāpeniska īpašību regulēšana var tikt panākta, ķīmiski modificējot molekulas, proti, izmainot kādu no aizvietotājiem molekulārajā struktūrā. Tomēr izveidot viennozīmīgu kristālinženierijas stratēģiju, kas ļautu uzlabot šīs īpašības nepārtrauktā veidā, nav vienkāršs uzdevums.
Līdz ar to sistemātiskai datu iegūšanai par to, vai strukturāli līdzīgas organiskās molekulas spēj aizvietot viena otru kristāliskajā struktūrā, nodrošinot cieto šķīdumu veidošanos, ir augsta zinātniskā aktualitāte, un ir nepieciešama detalizēta dažādu individuālu sistēmu izpēte, lai identificētu galvenos faktorus, kas ļautu formulēt vispārīgas likumības un modeļus, ar kuru palīdzību varētu paredzēt šādu fāžu veidošanās varbūtību.
Promocijas darbā pētīta cieto šķīdumu veidošanās starp vairākām molekulārās struktūras ziņā līdzīgām organiskajām cietvielām: farmaceitiski aktīvajām vielām benperidolu un droperidolu, kas atšķiras ar vienkāršās/divkāršās saites esamību starp diviem oglekļa atomiem, modeļvielām aizvietotām nitrobenzoskābēm, kas atšķiras ar aizvietotāju (halogēna atoms / metilgrupa / hidroksilgrupa) un, ksantonu un tioksantonu, kas atšķiras ar S/O atomu, kā arī luminoforiem tioksantona atvasinājumiem, kas atšķiras ar halogēna atomiem. Katrā no pētītajām sistēmām, veicot vielu maisījumu kristalizāciju dažādās vielu attiecībās, izmantojot pulvera rentgendifraktometriju un no termiskās analīzes datiem konstruētas fāžu diagrammas, noskaidrota vielu šķīdība vienai otrā. Ar kvantu ķīmiskajiem aprēķiniem novērtēts, vai cieto šķīdumu veidošanās izraisīta starpmolekulāro mijiedarbību izmaiņu noteikšana ļauj paredzēt cieto šķīdumu veidošanās varbūtību.
