История формирования Научная школа начала формироваться в начале 70-х годов прошлого столетия. Создание научной лаборатории молекулярной спектроскопии инициировано приехавшим в Гродно в 1973 г. молодым выпускником аспирантуры БГУ Л.Н. Кивачем, который начал активную работу по созданию материальной базы лаборатории и организации научных исследований. Первыми сотрудниками лаборатории были студенты старших курсов, а впоследствии – выпускники пединститута Г.А. Гачко, С.А. Маскевич, В.И. Кондаков. Одним из первых направлений исследований было изучение спектральных свойств биологически активных соединений пиримидина, тиамина и его производных. В результате этих исследований установлена связь биологической активности молекул с их структурой и спектральными свойствами, изучена структура, внутримолекулярная динамика и роль отдельных групп ряда ферментов, установлены механизмы аллостерической регуляции их активности низкомолекулярными лигандами. Тогда же появились и первые экспериментальные установки для исследования люминесценции и комбинационного рассеяния света, как основных методов исследования лаборатории. Изначально важным направлением деятельности лаборатории было разработка оборудования для научных исследований. Под руководством Г.А. Гачко, возглавившего это направление, созданы уникальные спектральные установки. Это позволило выполнить исследования, представленные в виде докторской и 5 кандидатских диссертаций. Основным занятием сотрудников лаборатории было выполнение хоздоговоров. Также за счет хоздоговоров приобреталось оборудование (были приобретены 4 уникальные спектральные установки на общую сумму свыше 600 тыс. сов. рублей). Научная школа в современном ее виде сформировалась в середине 90-х годов. Важнейшую роль в организации, определении основных направлений исследований сыграл С.А. Маскевич, который на протяжении 20 лет являлся ее научным руководителем. Сейчас научным руководителем школы является Маскевич Александр Александрович, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой общей физики. Одним из важнейших результатов деятельности научного коллектива является изучение оптических свойств наноструктурированных пленок серебра и золота, определение механизма усиления вторичного излучения молекул, адсорбированных на таких поверхностях. В результате многолетних исследований, в которых принимали непосредственное участие С.А. Маскевич, Н.Д. Стрекаль, Г.А Гачко, А.Е. Герман, Г.Т. Василюк, И.Ф. Свекло, В.Ф. Оскирко, разработана уникальная технология изготовления наноструктурированных пленок благородных металлов на диэлектрических подложках. Наноструктурированные пленки производятся путем вакуумного напыления благородных металлов на поверхность кварцевой, стеклянной или слюдяной подложки. Уникальная технология позволяет управлять свойствами пленок путем изменения параметров процесса напыления. Пленки проходят дополнительную обработку в виде отжига, химического травления, покрываются тонкими слоями полимеров. Областями применения разработки являются высокочувствительные датчики для аналитических исследований органических соединений в сверхмалой концентрации, обнаружения молекул определенных классов, анализ наличия примесей, продуктов химических реакций, контроль чистоты реагентов, создание систем контроля загрязнения окружающей среды. Разработка применяется также в биомедицинской диагностике для изучения структуры комплексов лекарство-мишень и фармакокинетики лекарственных препаратов. Разработка представлялась на множестве выставок и научных форумов международного уровня и отмечена многими наградами. В сотрудничестве с коллегами из России и Франции сотрудники лаборатории (С.А. Маскевич, Н.Д. Стрекаль, И.Г. Мотевич) выполнили ряд исследований полупроводниковых квантовых точек CdSe/ZnS. В результате разработана уникальная технология химической модификации поверхности наночастиц, обеспечивающая их высокую фотостабильность и водорастворимость. Использование квантовых точек для окраски гистологических срезов в медицине показало, что с их помощью можно улучшить контрастность изображения, повысить чувствительность метода оптической микроскопии для диагностики ряда заболеваний. Рассматривая основные результаты научного коллектива нельзя не отметить исследования спектральных свойств особого класса органических красителей – молекулярных роторов. Сотрудниками лаборатории (А.А. Маскевич, В.И. Степуро, А.В. Лавыш) установлены факторы, определяющие интенсивность свечения этих уникальных маркеров, что позволило разработать теоретические основы использования молекулярных роторов в качестве флуоресцентных маркеров для биофизических и диагностических исследований процессов агрегации белков и диагностики амилоидоза. Совместно с коллегами из БГУ и Института цитологии РАН (г. Санкт-Петербург) коллектив ученых разработал новые флуоресцентные маркеры с улучшенными спектральными характеристиками и обладающие свечением в области 700–750 нм, т. е. в области прозрачности биологических тканей. Исследования, проведенные совместно с учеными из Института цитологии показали их высокую эффективность. Еще одним важным направлением работы научного коллектива является изучение основных особенностей протекания фотохимических превращений фотохромных молекул в твердофазных слоях (в том числе адсорбированных на наноструктурированной металлической поверхности), а также в составе нанокомпозитных систем, включающих в себя наночастицы благородных металлов или полупроводниковые квантовые точки. Эти исследования проводятся авторами (С.А. Маскевич, Г.Т. Василюк, В.Ф. Оскирко, А.Е. Герман, магистрант П.В. Карпач) совместно с коллегами из Южного Федерального университета (г. Ростов-на-Дону) и Центра фотохимии РАН (г. Москва). Результаты этих исследований могут быть использованы при разработке: сред для запоминающих устройств большой емкости; многофункциональных фотопереключателей различных свойств (оптической плотности, интенсивности флуоресценции, проводимости и т. д.) для устройств наноэлектроники и оптоэлектроники; фото-электроуправляемых энергосберегающих и энергорегулирующих покрытий стекол. Разработка приборов и оборудования для спектральных исследований всегда была приоритетным направлением работы научного коллектива. Сотрудниками лаборатории (А.А. Маскевич, В.И Степуро) разработана оригинальная установка для исследования кинетики затухания флуоресценции. Аналоги европейского производства стоят не менее двухсот тысяч евро. Разработка включает в себя субнаносекундный флуорометр и оригинальное программное обеспечение. Программное обеспечение поставлено на экспорт как самостоятельный продукт в Государственный оптический институт РАН, г. Санкт-Петербург. В лаборатории создан автоматизированный штарковский спектрометр (А.Е. Герман, Г.А. Гачко), позволяющий регистрировать спектры поглощения света образцов в электрическом поле высокой напряженности. Спектрометр имеет модульную конструкцию и может легко трансформироваться в системы, позволяющие регистрировать спектры оптического отражения, люминесценции или рассеяния света. В его конструкции используются преимущественно комплектующие изделия белорусского производства. На базе разработанного универсального контроллера спектральных комплексов (А.Е. Герман, магистрант К.В. Рыжко) в лаборатории создан автоматизированный спектрометр комбинационного рассеяния света на базе спектрометра ДФС-52 (ЛОМО). Прибор предназначен для исследования спектров комбинационного рассеяния света и люминесценции образцов при лазерном возбуждении. Применена оригинальная система управления прибором и программное обеспечение собственной разработки. Данная система успешно внедрена в Государственном оптическом институте РАН, г. Санкт-Петербург. Основные научные направления фотофизические процессы в молекулярных роторах и наноструктурированных системах сигнальные системы на основе молекулярных зондов и наноструктур для молекулярной электроники и биомедицинских приложений оптика наноструктур и биоматериалов оптические свойства фотохромных молекулярных соединений и создание на их основе фотоуправляемых нанокомпозитов наноплазмоника и нанофотоника радиационное материаловедение автоматизация спектральных измерений и научного эксперимента Состав научно-педагогической школы Маскевич Александр Александрович (доктор физико-математических наук, профессор) Валько Наталья Георгиевна (доктор физико-математических наук, доцент), Василюк Геннадий Тимофеевич (кандидат физико-математических наук, доцент) Гачко Геннадий Алексеевич (кандидат физико-математических наук, доцент) Герман Андрей Евгеньевич (кандидат физико-математических наук, доцент) Гоголева Светлана Дмитриевна (кандидат физико-математических наук, доцент) Гузатов Дмитрий Викторович (доктор физико-математических наук, доцент) Карпач Павел Викторович (инженер РУП Гродненский ЦСМС) Кичко Евгения Валентиновна (аспирант) Лавыш Андрей Валентинович (кандидат физико-математических наук, доцент) Мотевич Инна Григорьевна (кандидат физико-математических наук, доцент) Плигин Егор Игоревич (инженер РУП Гродненский ЦСМС) Стрекаль Наталья Дмитриевна (доктор физико-математических наук, профессор) Выполнение государственных научных программ и проектов Государственная программа научных исследований «Фотоника и электроника для инноваций–2025» задание № 1.5 НИР «Фотоуправляемые и сенсорные наноразмерные системы на основе фотохромных органических молекул, полупроводниковых и металлических наноструктур» № гос. регистрации 20212149 (срок выполнения 2021–2025) Государственная программа научных исследований «Конвергенция–2025» задание № 3.03.7 A50-21 НИР «Разработка тест-систем для микроскопии и диагностики на основе плазмонных наноструктур, флуоресцентных полупроводниковых наночастиц и органических красителей» № гос. регистрации 20211637 (срок выполнения 2021–2025) Государственная программа научных исследований «Конвергенция – 2025» задание № 3.01.3 НИР «Молекулярное моделирование сверхбыстрых реакций переноса заряда в возбужденном состоянии флуоресцентных молекулярных роторов» № гос. регистрации 20211631 (срок выполнения 2021–2025) Ежегодные международные конференции Международную научно-практическую конференцию аспирантов, магистрантов и студентов «Физика конденсированного состояния» Научные связи с отечественными организациями и международным научным сообществом Белорусский государственный университет Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси Институт биоорганической химии имени М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук Институт цитологии Российской академии наук Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (г. Санкт-Петербург) Центр фотохимии Российской академии наук (г. Санкт-Петербург) Университет Бангалор (г. Бангалор, Индия) Университет Карлтон (г. Оттава, Канада) Южный федеральный университет (г. Ростов-на-Дону) Общественное признание (награды, дипломы) Уникальный продукт для высокочувствительных исследований сверхмалых количеств веществ методами спектроскопии плазмонных резонансов, гигантского комбинационного рассеяния света и усиленной поверхностью люминесценции вошел в ТОП 20 научных разработок Министерства образования Республики Беларусь Основные научные публикации Регистрационная карта научно-педагогической школы |