Лаборатория физики конденсированных сред

Заведующий лабораторий:
Захидов Эркин Агзамович
доктор физико-математических наук, профессор
e-mail: ezakhidov@hotmail.com

Научные направление лаборатории:

  • Процессы переноса светового возбуждения и зарядов в системах искусственного фотосинтеза;
  • Флуоресцентная спектроскопия фотосинтетических процессов преобразования солнечной энергии;
  • Распространение сверхкоротких импульсов лазерного излучения в оптических волокнах;
  • Фотоакустическая спектроскопия энергонакопления в фотосинтезирующих системах;
  • Применение лазерных технологий в фотодинамической терапии.

Лаборатория «Физика конденсированных сред» ИИПиЛТ АН РУз имеет многолетний опыт в исследованиях в области лазерной физики и спектроскопии, взаимодействия лазерного излучения с биомолекулами, а также в разработке приборов и устройств на их основе. Сотрудниками лаборатории изучены абсорбционно-флуоресцентные характеристики фотосинтезирующих систем (фотосинтетические мембраны из листьев растений и фотосинтезирующих бактерий, выделенные супрамолекулярные комплексы реакционных центров и светособираюших антенн фотосинтеза и пр.). Разработан спектрометр для применения в изучении фотосинтетической активности растений с использованием фотоакустического эффекта, а также устройство для определения глубины проникновения и поглощения лазерного излучения в живых системах с использованием трехцветного RGB-светодиода. Группой также ведутся работы по применению лазерного излучения в медицине. Разработана серия лазерных акупунктурных приборов для применения в клинической практике. Сотрудники лаборатории совместно с НПФ «Супромед» участвовали в разработке и внедрении в клиническую практику серии физиотерапевтических, диагностических и хирургических приборов, в том числе на основе различных лазеров (лазерный терапевтический аппарат «Согдиана», аппарат УВЧ терапии УВЧ-30-М2, аппарат высокочастотной электрохирургии ЭХВЧ-2 и др.), которые, получив сертификацию Минздрава РУз, в настоящее время широко применяются в лечебных учреждениях республики; получены соответствующие патенты.

Сотрудники лаборатории также активно работают в области лазерной физики, нелинейной оптики и взаимодействия лазерного излучения с веществом. Изучены физические процессы, протекающие в оптических волокнах и интерферометрических волоконных устройствах (одно- и двойная волоконная петля, направленные ответвители в виде двух параллельных волокон, двухсердцевинные одномодовые волокна, генерация суперконтинуума, нелинейное переключение света, оптическое ограничение, Керровская модуляция света и пр).

Лаборатория располагает современной экспериментальной базой, позволяющей провести исследования на уровне современных стандартов.

Научные исследования научно-технические разработки лаборатории в области приборостроения осуществляются в тесном сотрудничестве с Департаментом химии Университета Чикаго, США, (проф. Дж.Норрис), Донгукским университетом, Сеул, Республика Корея (проф. Т.Канг), Миланским Университетом, Италия (Др. С.Сантабарбара), НПО «Полюс», ИОФ РАН (Россия), в которых были проведены совместные эксперименты с участием сотрудников лаборатории с целью выявления природы и созданию новых методов и приборных средств в различных областях физики.

Ряд достижений лаборатории по новым высокотехнологическим разработкам были апробированы в международных конференциях «Международный симпозиум по полупроводникам и прикладной физике» ISPSA-2014 (Джейджу, Корея, 2012, 2014, 2016, 2018), в международных симпозиумах в Милане (Италия) по биофотонике (Милан, 2016) и в Тель-Авиве (Израиль) по наноматериалам (Тель-Авив, 2017).

2015 году сотрудник лаборатории, ВНС Нематов Ш.К. успешно защитил докторскую диссертацию на тему: «Спектрально-кинетические характеристики флуоресценции хлорофилла в фотосинтезирующих системах».

В настоящее время, в научной лаборатории «Физика конденсированных сред» ИИПиЛТ АН РУз, СНС-соискатель, к.ф.-м.н. Нусретов Р.А. активно работает над своей диссертацией доктора физ.-мат. наук, а МНС Кувондиков В.О. и МНС Тажибаев И.И. – над диссертациями PhD. Они также осуществляют руководство над выпускными квалификационными работами бакалавров ТГТУ (3 студента в 2017 г. и 4 студента в 2018 г.) и магистров (2 в 2017 г. и 4 в 2018г.), принимающих участие в реализации научно-технических и инновационных работ, выполняемых лабораторией.

В рамках установленных лабораторией партнерских связей с КНР сотрудник лаборатории МНС Сапарбаев А.А. стал победителем конкурса TWAS и Академии наук Китая, объявленного для обучения на PhD-курсах и направлен на обучение в Китай на 4 года (от 01.09.2016 до 01.09.2020) в Институт биоэнергии и биопроцессов АН КНР по специальности новые биополимерные полупроводниковые материалы для оптоэлектронных систем.

Основные научные результаты

  • Выявлены механизмы стрессового действия окружения (высокие температуры, водная недостаточность, химические агенты и др) на фотосинтезирующие организмы, установлена общая картина изменений эффективности процессов фотосинтеза в зависимости от изменений окружающей среды;
  • Экспериментально показана взаимосвязь между кинетикой индукции флуоресценции в пурпурных фотосинтетических бактериях и особенностями их строения, а также возможность определения структурной организации антенны по данным из зависимостей нормированной флуоресценции от степени открытия реакционных центров;
  • Впервые экспериментально определены скорости процесса фотовосстановления в различных сортах хлопчатника с помощью темновой флуоресценции хлорофилла. Эти данные получены в нескольких сортах хлопчатника (Порлок -1, -2, -3, -4 ), устойчивых к длительному высокоинтенсивному световому освещению;
  • Впервые экспериментально показано, что быстрая флуоресценция хлорофилла, связанная с переизлучением света непосредственно в антенне, является интегральным показателем эффективности фотосинтеза, тогда как замедленная флуоресценция, вызванная обратным переносом электронов - дифференциальным индикатором эффективности на различных участках реакционного центра;
  • Показана возможность спектрального разделения каналов частотного уплотнения в двухжильном волокне и возможности его использования в многоканальных оптических системах связи;
  • Разработан лабораторный вариант анализатора эффективности фотосинтеза АЭФ-1 для быстрой оценки эффективности фотохимического преобразования солнечного света при фотосинтезе в листьях различных сельхозкультур;
  • Разработана и применена в исследованиях методика мониторинга фотосинтетической активности пшеницы, выращенной при различных значениях влажности и минеральной обеспеченности почвы;
  • Разработана методика мониторинга первичных параметров флуоресценции листьев хлопчатника в полевых условиях;