Эффекты кластеризации в магнитных и биомолекулярных наноструктурах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, доктор наук Величко Елена Николаевна

• Величко Елена Николаевна
• доктор наук
• 2021

Оглавление диссертации доктор наук Величко Елена Николаевна

Список сокращений

Введение

Глава 1. Анализ физических явлений в магнитных и биомолекулярных наноструктурах и методов лазерной спектроскопии для их исследования

1.1. Современное состояние исследований физических свойств магнитных и биомолекулярных наноструктур, применяемых в электронных устройствах

1.2. Методы лазерной спектроскопии для исследования кластерных наноструктур и тенденции их развития

1.3. Электромагнитные флуктуации в физических системах, содержащих тонкие пленки с магнитными наночастицами

1.4. Физические явления в тонких биомолекулярных пленках, индуцированные электромагнитными флуктуациями

1.5. Электронные устройства с элементами магнитных и биомолекулярных наноструктур

1.6. Выводы и постановка задачи

Глава 2. Усовершенствованный метод динамического рассеяния света для анализа биомолекулярных и магнитных наноструктур

2.1. Рассеяние света на частицах различной формы в жидких средах

2.2. Алгоритм решения обратной некорректной задачи лазерного светорассеяния

2.3. Разработка метода лазерной корреляционной спектроскопии повышенной эффективности

2.4. Применение усовершенствованного метода лазерной корреляционной спектроскопии к анализу наноструктур

2.5. Эффекты кластеризации в растворах с магнитными наноструктурами

2.6. Результаты апробации разработанного метода лазерной корреляционной спектроскопии при исследованиях кластеризации в магнитных жидкостях и перспективы применения магнитных жидкостей в гибридных устройствах

2.7. Выводы по главе

Глава 3. Эффекты электромагнитных флуктуаций в физических системах, содержащих тонкие пленки с магнитными наночастицами

3.1. Получение частотной зависимости диэлектрических проницаемостей наночастиц магнетита и магнитных пленок на основе керосина и воды вдоль мнимой оси на плоскости комплексной частоты

3.2. Расчет давления флуктуационных сил между двумя диэлектрическими пластинами, разделенными магнитными пленками на основе керосина, как функции ширины щели между пластинами и диаметра наночастиц магнетита

3.3. Флуктуационные силы в случае диэлектрических пластин, разделенных магнитной пленкой на основе воды

3.4. Зависимость флуктуационных сил в системе диэлектрической и металлической пластин, разделенных магнитной пленкой на основе керосина, от расстояния между пластинами, процентного содержания наночастиц магнетита и их диаметра

3.5. Исследование зависимости эффекта отталкивания для флуктуационных сил между диэлектрической и металлической пластинами, разделенными водной прослойкой, от присутствия в ней магнитных наночастиц

3.6. Изучение влияния слипания магнитных наночастиц на давление флуктуационных сил между диэлектрической и металлической пластинами, разделенными магнитной пленкой на основе воды, в зависимости от расстояния между пластинами и характера экстраполяции оптических данных

3.7. Зависимость флуктуационных сил от степени слипания магнитных наночастиц в кластеры и от их диаметра

3.8. Выводы по главе

Глава 4. Усовершенствованные методы лазерной спектроскопии и флуоресцентной микроскопии для определения спектральных и структурных свойств биомолекулярных смесей

4.1. Применение усовершенствованного метода лазерной корреляционной спектроскопии для исследования параметров биологических растворов и суспензий

4.2. Сравнительный анализ характеристик молекулярных кластеров, получаемых методами лазерной корреляционной и радиоимпедансной спектроскопий

4.3. Развитие метода кросс-корреляционной спектроскопии для анализа наноструктур в мутных средах

4.4. Исследование динамики агрегирования наночастиц методом электрофоретического светорассеяния

4.5. Усовершенствованная схема флуоресцентной микроскопии для оценки динамики протекающих процессов в биомолекулярных растворах

4.6. Выводы по главе

Глава 5. Эффекты кластеризации в тонких биомолекулярных пленках

5.1. Самоорганизация в тонких пленках растворов белков

5.2. Формирование структур в биомолекулярных пленках при изотермической дегидратации под влиянием различных факторов

5.3. Физические процессы в самоорганизующихся молекулярных структурах и пленках на их основе

5.4. Моделирование динамики кластеризации в тонкопленочных структурах203

5.5. Выводы по главе

Глава 6. Свободная энергия и давление в тонких биомолекулярных пленках, обусловленные электромагнитными флуктуациями

6.1. Получение частотной зависимости диэлектрических проницаемостей модельного пептида и пептидной пленки на основе воды вдоль мнимой оси на плоскости комплексной частоты

6.2. Расчет флуктуационной энергии свободно стоящей пептидной пленки в зависимости от ее толщины

6.3. Свободная энергия пептидной пленки, нанесенной на диэлектрическую подложку, в зависимости от ее толщины и содержания воды

6.4. Свободная энергия пептидной пленки, нанесенной на металлическую подложку, в зависимости от ее толщины и содержания воды

6.5. Анализ влияния флуктуационных сил на стабильность пептидной пленки, нанесенной на диэлектрическую подложку, в зависимости от толщины пленки и содержания воды

6.6. Эффект повышенной стабильности пептидных пленок, возникающий при включении в них металлических наночастиц

6.7. Выводы по главе

Заключение

Список литературы

253

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

NAMD - NAnoscale Molecular Dynamics;

SNR - отношение сигнал-шум (signal to noise ratio);

VMD - Visual Molecular Dynamics;

АКФ - автокорреляционная функция;

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь;

ЛКС - лазерная корреляционная спектроскопия;

МЖ - магнитная жидкость;

ПАВ - поверхностно-активное вещество;

ПВО - полное внутреннее отражение;

ФЭУ - фотоэлектронный умножитель;

ЦИК - циркулирующий иммунный комплекс;

ЭФС - электрофоретическое светорассеяние.

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эффекты кластеризации в магнитных и биомолекулярных наноструктурах»

Актуальность

Актуальность темы работы обусловлена мировой тенденцией к миниатюризации электронных устройств и поиску новых принципов их построения.

В частности, в рамках приоритетного направления "Индустрия наносистем" актуальны исследования эффектов кластеризации в двух перспективных для использования в наноэлектронике средах - магнитных жидкостях и биомолекулярных системах.

В настоящее время исследования наноразмерных объектов в жидких средах проводятся, в основном, лазерными методами, которые, несмотря на уже полученные значительные результаты, требуют дальнейшего развития теоретических и практических подходов когерентной оптики, расширяющих имеющиеся возможности исследования динамических и структурных характеристик биомолекулярных и магнитных нанокластеров.

Более того, на нанометровых масштабах требуются серьезные фундаментальные исследования роли электромагнитных флуктуаций и индуцированных ими сил как в жидких средах, содержащих кластеры магнитных наночастиц, так и в тонких биомолекулярных структурах на подложках.

Диссертационная работа направлена на создание лазерных методов исследования биомолекулярных кластеров и магнитных наноструктур в жидкостях, а также на развитие теории флуктуационных сил в данных средах для выявления способов управления характеристиками формируемых структур в диапазоне от характерных размеров макромолекул до нескольких нанометров.

Для понимания общих закономерностей кластеризации в столь широком диапазоне размеров требуется разработать экспериментальные и теоретические методы исследования, позволяющие найти общие принципы образования кластеров. При этом для изучения эффектов кластеризации на нанометровых масштабах актуальным является развитие методов лазерной спектроскопии, а с

учетом перспективы дальнейшего уменьшения масштабов приобретает особое значение развитие фундаментальных теоретических методов, учитывающих электромагнитные флуктуации.

Указанные выше исследования имеют большую теоретическую и практическую значимость для развития новых подходов к созданию гибридных наноэлектронных устройств следующих поколений.

Цель работы

Разработка методов лазерной корреляционной спектроскопии и развитие теории флуктуационных сил, направленные на изучение эффектов кластеризации в магнитных и биомолекулярных наноструктурах.

Задачи работы

1. Создание и применение метода лазерной корреляционной спектроскопии (ЛКС) повышенной эффективности для анализа динамики и эффектов кластеризации в полидисперсных магнитных и биомолекулярных растворах в диапазоне размеров частиц от 0,7 до 2000 нм.

2. Развитие, с учетом полученных экспериментальных данных, теории флуктуационных сил, действующих между элементами микроэлектронных устройств, разделенными жидкостью с магнитными наночастицами и их кластерами, в диапазоне расстояний от нескольких нанометров до нескольких микрометров.

3. Разработка комплекса экспериментальных методов лазерной спектроскопии и оптической микроскопии для исследования процессов агрегации в жидких магнитных и биомолекулярных системах и экспериментальная верификация разработанных методов в исследованиях наноструктур в растворах.

4. Разработка и апробация способов формирования самоорганизующихся биомолекулярных пленок, иммобилизованных на диэлектрической подложке, а также способов изучения структур и процессов, происходящих при различных условиях дегидратации пленок.

5. Развитие теоретических подходов к изучению эффектов электромагнитных флуктуаций в тонких биомолекулярных пленках с целью повышения их функциональности и исследование проблемы стабильности тонких биомолекулярных пленок в зависимости от материала подложки и включения в их состав металлических наночастиц.

Научная новизна

1. Впервые разработанный и реализованный метод лазерной корреляционной спектроскопии повышенной эффективности позволяет анализировать размерный состав моно- и полидисперсных растворов в диапазоне от 0,7 до 2000 нм, в том числе содержащих кластеры магнитных и биомолекулярных наночастиц в статике и динамике.

2. Впервые предложенный и реализованный метод решения обратной задачи светорассеяния позволяет учитывать несферичность формы исследуемых наноструктур в полидисперсных растворах и определять продольные и поперечные размеры кластеров в диапазоне аспектных отношений от 0,5 до 1.

3. Впервые исследованы явления кластеризации магнитных наночастиц в воде и керосине. Выявлено, что в растворах магнетита в воде и керосине единичные магнитные частицы характеризуются сферической формой с характерными размерами 7-10 нм, а образующиеся кластеры - вытянутой эллипсоидальной формой с аспектным отношением от 0,5 до 0,96.

4. Впервые получены зависимости размерного состава кластеров биомолекулярной жидкости с добавлением частиц магнетита в зависимости от их концентрации.

5. Впервые теория флуктуационных сил распространена на трехслойные системы, содержащие жидкие пленки на основе керосина и воды с наночастицами магнетита, и показано, что наличие наночастиц в жидкой пленке между пластинами может приводить к более чем вдвое большему флуктуационному давлению. Впервые изучена зависимость этого давления

от диаметра и объемной доли наночастиц, а также от расстояния между пластинами.

6. Впервые обнаружен эффект влияния кластеризации магнитных наночастиц на давление флуктуационных сил, а также эффект изменения знака давления флуктуационных сил при объединении наночастиц магнетита в кластеры. Впервые доказано, что добавление магнитных наночастиц к водной прослойке приводит к увеличению расстояний между пластинами, при которых давление флуктуационных сил является отталкивающим.

7. Разработанные усовершенствованные методы лазерной спектроскопии позволяют проводить анализ размеров частиц и их кластеров в жидких средах с различной оптической плотностью. Разработанный усовершенствованный метод электрофоретического светорассеяния на призме полного внутреннего отражения позволяет анализировать электрокинетические параметры растворов в образцах с объемом, не превышающим 5 мкл, а также характеризовать седиментационную устойчивость магнитных и биомолекулярных жидкостей.

8. Впервые выявлены особенности морфологии пространственных структур тонких белковых пленок в зависимости от условий их формирования: концентрации белков в растворе, начального объема раствора, внешнего электрического поля, наличия примесей.

9. Впервые предложена модель зависящей от частоты диэлектрической проницаемости пептидной пленки на основе воды. Впервые показано, что для изолированной пептидной пленки флуктуационная свободная энергия всегда отрицательна, тогда как для пептидных пленок на диэлектрической подложке эта энергия может принимать как отрицательные, так и положительные значения в зависимости от толщины пленки и объемной доли воды.

10. Впервые установлено, что флуктуационное давление в тонкой пептидной пленке на подложке из кварцевого стекла меняет свой знак с отрицательного на положительный при уменьшении толщины пленки до определенного

значения, зависящего от объемной доли воды, что делает пленку менее стабильной. Установлено, что пептидная пленка становится более стабильной при включении в ее состав металлических наночастиц.

Методология диссертационного исследования

Математический аппарат, используемый в диссертационном исследовании, основан на теории рассеяния света в приближении однократного рассеяния, принципах решения обратных некорректных задач светорассеяния с использованием регуляризации Тихонова, а также на фундаментальной теории Лифшица дисперсионных сил, обусловленных вакуумными и тепловыми флуктуациями электромагнитного поля.

При разработке аппаратной реализации методов решения поставленных задач применялись признанные научным сообществом принципы построения аппаратуры лазерной спектроскопии и оптического анализа. Используется системный подход к проведению экспериментальных и теоретических изысканий и анализу их результатов. В работе были использованы взаимодополняющие экспериментальные и теоретические подходы, позволившие комплексно изучить наблюдаемые явления и процессы.

Положения, выносимые на защиту

1. Разработанный метод лазерной корреляционной спектроскопии позволяет определять продольные и поперечные составляющие размеров наноструктур несферичной формы в жидкостях. Единичные магнитные частицы характеризуются сферической формой, а образующиеся кластеры -вытянутой эллипсоидальной формой с аспектным отношением от 0,5 до 0,96.

2. Предложенный алгоритм решения обратной некорректной задачи нахождения размера рассеивателей позволяет анализировать размеры наноструктур в моно- и полидисперсных растворах и суспензиях в

диапазоне размеров частиц 0,7-2000 нм и определять динамику кластеризации.

3. Разработанная методика позволяет рассчитать флуктуационные силы между пластинами из различного материала, разделенными жидкой магнитной пленкой толщиной менее микрометра, в зависимости от типа жидкости, расстояния между пластинами, диаметра и концентрации магнитных наночастиц и характера их кластеризации.

4. Предложенные теоретические подходы позволяют определить условия, при которых флуктуационные силы, действующие через жидкую магнитную пленку, становятся притягивающими или отталкивающими.

5. Разработанные и реализованные методы лазерной спектроскопии позволяют расширить возможности анализа размеров и процессов кластеризации на жидкие среды с различной оптической плотностью.

6. Предложенная методика анализа самоорганизованных дегидратированных биомолекулярных пленок позволила выявить особенности формирования периодических микроструктур в зависимости от исходного объема раствора, концентрации белка, температуры и наличия внешнего электрического поля.

7. Предложенный подход к нахождению флуктуационных свободной энергии и давления пептидной пленки позволяет определить значения толщины пленки в диапазоне 100-200 нм и процентной доли содержащейся в ней воды, повышающие её стабильность.

8. Обнаружен эффект повышения стабильности пленки за счет включения в ее состав металлических наночастиц.

Достоверность полученных результатов подтверждается проведением расчетов в строгом соответствии с подтвержденными математическим аппаратом электродинамики, статистической физики, лазерной спектроскопии и численными методами решения обратных некорректных задач, а также публикациями в ведущих рецензируемых мировых научных журналах и полученными шестью

свидетельствами РИД. Достоверность обеспечена применением современных апробированных методов экспериментальных и теоретических исследований и высокой воспроизводимостью экспериментальных данных. Полученные результаты хорошо согласуются с данными опубликованных научных исследований в случаях, когда такое сопоставление возможно.

Практическая и теоретическая значимость работы

Практическая значимость работы заключается в создании и реализации нового метода ЛКС (патент №2183438 от 05.04.2018), позволяющего определять размерный состав полидисперсных растворов биомолекулярных и магнитных жидкостей.

Разработанный комплекс методик лазерной спектроскопии позволяет изучать динамику кластеризации в магнитных и биомолекулярных жидкостях.

Новые подходы к решению задачи светорассеяния позволяют выделять продольные и поперечные компоненты размеров наноструктур несферичной формы в цилиндрическом и эллипсоидальном приближении.

Разработанная методика дегидратации биомолекулярных пленок с учетом изученных процессов самоорганизации позволяет проводить моделирование и выбор режимов формирования пленок.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке фундаментального метода анализа и математической модели расчета свободной энергии и давления флуктуационных сил, действующих в трёхслойных системах из двух пластин, разделенных магнитной жидкостью, а также в тонкой пептидной пленке, нанесенной на различные подложки, с добавлением металлических наночастиц.

Личный вклад диссертанта

В представленной работе сосредоточены основные результаты многолетней научной деятельности соискателя в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого, полученные автором лично или при его непосредственном участии по усовершенствованию методов лазерной

спектроскопии, расширению теории флуктуационных сил на случай магнитных и пептидных пленок, а также их применения для разработки элементов биомолекулярной электроники.

В работу также вошли результаты научных исследований, полученных в результате выполнения следующих научных проектов:

• Проект №21-72-20029 РНФ "Суперкомпьютерное моделирование и технология биомолекулярных пленочных структур" 2021-2024 (Руководитель).

• Проект № 20-32-90121 РФФИ «Исследование взаимодействия биоткани и лазерного излучения методами поляриметрии» 1.10.2020 - 1.10.2022. (Руководитель).

• Проект по госзаданию FSEG-2020-0024 "Прецизионная спектроскопия квантовых систем и нанообъектов в широком диапазоне энергий" 2020-2022 (Исполнитель).

• Проект № 19-32-90130 РФФИ от 02.07.2019 «Исследование процессов самоорганизации в пленках биологических жидкостей» 1.10.2019-1.10.2021 (Руководитель).

• Проект в рамках Программы «5-100-2020», (задача 4.2) «Поддержка прорывных инициативных проектов в области фундаментальной и прикладной физики, космических технологий, информационных и телекоммуникационных систем», 2016-2020 гг., (Руководитель).

• Проект по госзаданию № 3.5469.2017/БЧ от 26.01.2017 «Оптико-электронные исследования для космических применений», 2017-2018 г. (Исполнитель).

Апробация результатов работы

Результаты диссертационного исследования приняты к внедрению в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого в рамках чтения лекционных курсов и проведения практических занятий по дисциплинам «Биомолекулярная электроника», «Экспериментальные методы исследования», «Современные лазерные технологии».

Основные результаты исследований апробировались на следующих международных и всероссийских конференциях: «Laser Optics» (Санкт-Петербург, 2014, 2016, 2018, 2020 гг.); «NEW2AN» (Санкт-Петербург, 2015-2020 гг.); «SPb Open» (Санкт-Петербург, 2015-2019 гг.); «Естественные и математические науки в современном мире» (Новосибирск, 2015 г.); «Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии, геоэкологии и транспорте» (Новороссийск, 2015-2017 гг.); «Saratov fall meeting» (Саратов, 2016-2018 гг.); «The 4th International Conference on Magnetic Fluids 2016» (Екатеринбург, 2016 г.); «Young researcher meeting». (Италия 2016-2018 гг.); «Фотоника и информационная оптика» (Москва, 2017-2019 гг.); «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» (Казань, 2017 г.); «Smart Materials and Nanotechnology in Engineering» (София, Болгария, 2017 г.); «SPIE Photonics Europe» (Страсбург, Франция, 2018 г.); «Electrical Engineering and Photonics» (Санкт-Петербург, 2018-2020 гг.); «SPIE Photonics West» (Сан-Франциско, США, 2019 г.); «Emerging Trends in Applied and Computational Physics» (Санкт-Петербург, 2019)»; «V International Conference on Applications of Optics and Photonics» (Лиссабон, Португалия, 2019); «Energy, Materials and Nanotechnology» (Санкт-Петербург, 2019); «Оптические методы исследования потоков» (Москва, 2019, 2021 гг.); «Fourth Symposium on the Casimir Effect» (Санкт-Петербург, 2019).

Публикации

Результаты диссертации опубликованы в 46 рецензируемых научных работах, в том числе одной монографии [А.1], 12 статьях в российских изданиях, входящих в базы ВАК [A.2-A.13], 15 статьях в журналах, входящих в базы Scopus и WoS [A.14-A.28], 11 в рецензируемых трудах конференций, входящих в базы Scopus, WoS или РИНЦ [A.29-A.39], представлены в 7 свидетельствах о регистрации РИД [A.40-A.46] (5 свидетельств о государственной регистрации программы для ЭВМ и два патента на полезную модель).

Результаты данной работы были представлены на 42 всероссийских и международных конференциях, перечисленных выше.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы (из 348 наименований, включая работы автора) и изложена на 290 страницах, включая 1 07 рисунков, 6 таблиц.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования; сформулированы цели и задачи исследования; приведены основные положения, выносимые на защиту; раскрыта научная новизна результатов работы.

В первой главе проводится анализ методов исследования кластеризации в магнитных и биомолекулярных наноструктурах и проблемы развития этих методов. Показаны перспективы развития методов оптической когерентной спектроскопии для неразрушающего анализа наноструктур в жидкости. Подчеркнуто, что теория флуктуационных сил до настоящего времени не применялась к средам, содержащим магнитные и биомолекулярные кластеры. Рассматриваются проблемы исследования наноразмерных структур и флуктуационных сил в жидкостях с учетом процессов агрегации наночастиц при формировании биомолекулярных структур, перспективных для внедрения в элементы гибридных устройств электроники. Формулируются основные задачи диссертационного исследования.

Во второй главе предлагаются новые подходы к использованию лазерных методов исследования эффектов кластеризации в магнитных и биомолекулярных наноструктурах. Представлен усовершенствованный метод лазерной корреляционной спектроскопии, позволяющий проводить измерения размеров рассеивателей в полидисперсных растворах, а также анализировать продольные и поперечные размеры рассеивателей несферичной формы. Приведены результаты исследования магнитных жидкостей на основе воды и керосина и проведен анализ их агрегационной устойчивости.

В главе три рассмотрены физические явления в тонких жидких пленках, содержащих наночастицы и кластеры наночастиц магнетита, а также их влияние на величину и знак давления флуктуационных сил в трехслойных системах.

В четвертой главе представлены разработанные методики исследования магнитных биомолекулярных жидкостей методами светорассеяния, спектроскопии и микроскопии, направленные на анализ процессов агрегации и кластеризации в жидких средах, а также на выявление электрофизических явлений и свойств, происходящих в процессе кластеризации биомолекул.

В пятой главе рассмотрены процессы самоорганизации макромолекул и формирование самоорганизованных пленок из водных растворов, в том числе:

- влияние начальных условий на формирование структур в пленках, полученных из растворов биологических молекул;

- теоретическое обоснование и экспериментальное исследование физических явлений в макромолекулярных структурах, на основе которых формируются пленки.

Приводятся результаты моделирования физических параметров биомолекулярных кластеров и предлагается возможный вариант прототипа гибридного биомолекулярного устройства.

В шестой главе изучена флуктуационная свободная энергия одиночных нанесенных на диэлектрическую подложку и содержащих металлические наночастицы пептидных пленок. Рассчитано влияние флуктуационных сил на стабильность пептидных пленок в разных условиях.

В заключении приведены основные результаты работы.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В МАГНИТНЫХ И БИОМОЛЕКУЛЯРНЫХ НАНОСТРУКТУРАХ И МЕТОДОВ ЛАЗЕРНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Современное состояние исследований физических свойств магнитных и биомолекулярных наноструктур, применяемых в электронных устройствах

Современная полупроводниковая электроника практически достигла границ своих возможностей миниатюризации, геометрические размеры транзисторов достигли единиц нм, и их дальнейшему уменьшению препятствуют фундаментальные квантовомеханические ограничения.

Развитие молекулярной электроники является актуальной задачей, в решении которой используются уникальные электрические свойства органических компонентов и их гибридов с твердотельной электроникой [1]. В частности, такие системы характеризуются миниатюризацией, при которой поверхностную плотность элементов устройства можно увеличить до 1013 - 1014 единиц на см2 в нанометровом слое [2, 3]. Создание органо-неорганических гибридных электронных материалов требует понимания их свойств, существенных для формирования подложек и активных слоев [4].

Биомолекулярные устройства могут предоставить множество преимуществ перед полупроводниковой электроникой благодаря способности биомолекул к самосборке и тонкой настройке их электронных свойств.

Являясь воспроизводимыми квантовыми объектами, биомолекулы одного вида идеально повторяют единую структуру, способную к самоорганизации и распознаванию объектов.

Биомолекулы способны к образованию комплексов и самоорганизованного слоя на поверхности подложки, хранению, преобразованию и передаче энергии и информации с предельно высокой плотностью во времени и пространстве [А.1, 5]. На данных свойствах основано построение большинства прототипов биомолекулярных наноустройств [6-10].

Было показано, что физическими и функциональными свойствами протеиновых, пептидных и других органических пленок можно управлять требуемым образом для их использования в оптических и электронных устройствах, а также в биотехнологиях [11, 12]. На этой основе уже разработаны и успешно функционируют полевые транзисторы [13-15] солнечные батареи [16], биомаркеры, сенсоры и биосовместимые электроды [17-23]. Разнообразные биоматериалы и биомикромолекулы становятся важнейшей областью исследований для новой миниатюрной электроники.

Известны перспективные измерительные электронные и диагностические гибридные устройства, которые содержат наноструктуры в виде пленок на твердотельных подложках [24]. Среди наноматериалов рассматривают структуры, устройства или системы, с характерными размерами на атомном, молекулярном или макромолекулярном уровнях от 1 до 100 нанометров. Для повышения быстродействия, чувствительности и селективности используют иммобилизованные биомолекулы, наномагнитные и метаматериалы [24].

Как известно, в основе методов создания поверхностных структур лежат два подхода: нисходящий подход (литография) [25], и восходящий подход (послойная сборка и техника формирования пленок Ленгмюра-Блоджетт) [26].

Особое значение для нанотехнологий имеют методы иммобилизации биомолекул, активность которых сохраняется в течение длительного времени работы устройства. Например, метод «слой-за-слоем» (ЬЬЬ) [27, 28] и метод Ленгмюра-Блоджетт [29, 30] дополняют друг друга по типам применяемых материалов. В послойной технологии обычно используются чередующиеся слои положительно и отрицательно заряженных материалов, растворимых в воде, особенно в гидрофильных белках. В методе Ленгмюра-Блоджетт растворимые вещества, обладающие сродством к границе раздела воздух-вода, такие как белки и нуклеиновые кислоты, также могут быть включены в монослои путем адсорбции из водной субфазы. Таким образом, различные материалы могут быть иммобилизованы на твердых матрицах с помощью метода Ленгмюра-Блоджетт, открывая путь для изготовления гибридных систем. Кроме того, известен золь-гель

метод получения наноструктур, позволяющий комбинировать неорганические и органические, в том числе биоактивные компоненты [31-33].

Известны различные методологии сборки [34], используемые для строительства многослойных архитектур с биомолекулами для применения в датчиках. Особенно выгодными являются схемы, которые представляют собой искусственные сигнальные белково-белковые цепи иммобилизованных молекул. Важной задачей является изучение физических свойств биомолекулярных ансамблей молекул с неограническими, металлическими и магнитными частицами.

Активно исследуются процессы взаимодействия металлических наночастиц с биомолекулами, а также их влияние на сохранение активности биологических молекул, иммобилизованных на поверхности электродов [35].

Магнитные жидкости представляют особый интерес как для фундаментальных исследований, так и для применения в оптических устройствах [36, 37]. Интерес к оптическим свойствам феррожидкостей вырос в последнее десятилетие также и из-за их применимости к магнитооптическим устройствам, таким как полностью оптические переключатели с магнитным управлением, оптические ограничители, модуляторы, магнитометры, магнитно-настраиваемые волоконные фильтры, перестраиваемые оптические конденсаторы, датчики света, тока и магнитного поля [38].

Несмотря на то, что исследования физических свойств магнитных жидкостей проводятся в течение десятилетий, многие характеристики становятся темой новых исследований. В частности, магнитные жидкости обладают нелинейно-оптическими свойствами, которые изучены недостаточно и могут быть использованы в современных устройствах фотоники и лазерной физики [39, 40].

На сегодняшний день рассматривается применение магнитных жидкостей в таких сферах как датчики переменного магнитного поля [41], полимерные композиты для электромагнитного экранирования [42], использование акустических свойств магнитной жидкости [43], сепарация немагнитных частиц [44], использование в качестве контрастного средства для медицины (в магнитно-резонансной томографии) [45, 46]. В целях применения магнитных жидкостей в

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Величко Елена Николаевна, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Meller, G. Organic Electronics / G. Meller, T. Grasser, Editors. — Heidelberg: Springer, 2010. — 344 p.

2. Liu, Q. DNA computing on surfaces / Q. Liu, L. Wang, A. G. Frutos, A. E. Condon // Nature. — 2000. — № 403. — P. 175 — 179.

3. Kahan, M. Towards molecular computers that operate in a biological environment / M. Kahan, B. Gil, R. Adar, E. Shapiro // Physica D. — 2008. — № 237. — P. 1165 — 1172.

4. Amdursky, N. Macroscale biomolecular Electronics and Ionics / N. Amdursky, E. D. Glowacki, P. Meredith // Advanced Materials. — 2019. — № 31. — P. 1 — 28.

5. Dolganov, P. V. Interaction and self-organization of inclusions in two-dimensional free-standing smectic films / P. V. Dolganov, P. Cluzeau, V. K. Dolganov // Liquid Crystals Reviews. — 2019. — Vol. 7, № 1. — P. 1 — 29.

6. Ulman, A. An Introduction to Ultrathin Organic Films: From Langmuir — Blodgett to Self —Assembly / A. Ulman. — London: Academic Press, 1991. — 442 p.

7. Nayak, A. Conductivity of Langmuir — Blodgett films of a disk-shaped liquid-crystalline molecule DNA complex studied by current-sensing atomic force microscopy / A. Nayak, K. A. Suresh // Phys. Rev. E. — 2008. — Vol. 78, № 2. — P. 021606.

8. Ryu, J. Solid-phase growth of nanostructures from amorphous peptide films: Effect of water activity and temperature / J. Ryu, C. B. Park // Chem. Mater. — 2008. — Vol. 20, №13. — P. 4284 — 4290.

9. Panda, S. S. Solid-state electrical applications of protein and peptide based nanomaterials / S. S. Panda, H. E. Katz, J. D. Tovar // Chem. Soc. Rev. — 2018. — Vol. 47, №10. — p. 3640 — 3658.

10. Laschitsch, A. Simulations determination of optical and acoustic thicknesses of protein layer using surface plasmon resonance spectroscopy and quartz crystal microweighing / A. Laschitsch, B. Menges, D. Johannsmann // Appl. Phys. Lett. — 2000. — Vol. 77, №14. — P. 2252 — 2254.

11. Gennadios, A. Protein-Based Films and Coatings /A. Gennadios, Editor. — Boca Raton: CRC Press, 2002 — 672 p.

12. Yu, J. Peptides as Bio-Inspired Electronic Materials: An Electrochemical and First-Principles Perspective / J. Yu, J. R. Horsley, A. D. Abell // Acc. Chem. Res. — 2018. — Vol. 51, №9. — P. 2237 — 2246.

13. Dimitrakopoulos, C. D. Organic thin film transistors for large area electronics / C. D. Dimitrakopoulos, P. R. L. Malenfant // Adv. Mater. — 2002. — Vol. 14, №2. — P. 99 — 117.

14. Ma, M. Organic field-effect transistors with a low driving voltage using albumin as the dielectric layer / M. Ma, X. Xu, L. Shi, L. Li // RSC Advances. — 2014. — Vol. 4, № 102. — P. 58720 — 58723.

15. Lee, C.-Y. Hydrated bovine serum albumin as the gate dielectric material for organic field-effect transistors / C.-Y. Lee, J.-C. Hwang, Y.-L. Chueh, T.-H. Chang, Y.Y. Cheng, P.-C. Lyu // Org. Electr. — 2013. — Vol. 14, № 10. — P. 2645 — 2651.

16. Ameri, T. Organic tandem solar cells: A review / T. Ameri, G. Dennler, C. Lungenschmied, C. Brabec // Energy Environ. Sci. — 2009. — Vol. 2, №4. — P. 347 — 363.

17. Natesan, M. Protein microarrays and biomarkers of infectious disease / M. Natesan, R. G. Ulrich // International journal of molecular sciences. — 2010. — Vol. 11, №. 12. — P. 5165-5183.

18. Righi, M. Peptide-based coatings for flexible implantable neural interfaces / M. Righi, G. L. Puleo, I. Tonazzini, G. Giudetti, M. Cecchini, S. Micera // Sci. Reports. — 2018. — Vol. 8. — P. 502.

19. Guterman, T. Toward peptide-based bioelectronics: reductionist design of conductive pili mimetics / T. Guterman, E. Gazit // Bioelectron. Med. —2018. — Vol. 1. — P. 131.

20. Fattahi, P. A Review of Organic and Inorganic Biomaterials for Neural Interfaces / P. Fattahi, G. Yang, G. Kim, M. R. Abidian // Adv. Mater. — 2014. — Vol. 26, №12. — P. 1846 — 1885.

21. Arul, A. The design and development of short peptide-based novel smart materials to prevent fouling by the formation of non-toxic and biocompatible coatings / A. Arul, S. Sivagnanam, A. Dey, O. Mukherjee, S. Ghosh, P. Das // RSC Advances. — 2020. — Vol. 10, №23. — P. 13420 — 13429.

22. Elke, S., Carlos, C. J.: Molecular electronics: an introduction to theory and experiment. Vol. 15. World Scientific. (2017).

23. Lyshevski, S. E. Nano and molecular electronics handbook / S. E. Lyshevski. — Boca Raton: CRC Press, 2016. — 912 p.

24. Siqueira, J. R. Immobilization of biomolecules on nanostructured films for biosensing / J. R. Siqueira, L. Caseli, F. N. Crespilho // Biosensors and Bioelectronics. — 2010. — № 25.— P. 1254-1263.

25. Biswas, A. Advances in top-down and bottom-up surface nanofabrication: Techniques, applications and future prospects / A. Biswas, I. S. Bayer, A. S. Biris // Advances in colloid and interface science. — 2012. — Vol. 170, №1. — P. 2-27.

26. Krishnan, V. Manipulation of thin film assemblies: recent progress and novel concepts / V. Krishnan, K. Sakakibar, T. Moria, J. P. Hill // Current opinion in colloid and interface science. — 2011. — Vol. 16, №6. — P. 459-469.

27. Decher, G., Buildup of ultrathin multilayer films by a self-assembly process: III. Consecutively alternating adsorption of anionic and cationic polyelectrolytes on charged surfaces / G. Decher, J. D. Hong, J. Schmitt // Thin solid films. — 1992. — Vol. 210. — P. 831-835.

28. Xin, S. Novel layer-by-layer structured nanofibrous mats coated by protein films for dermal regeneration / S. Xin, X. Li, Q. Wang // Journal of biomedical nanotechnology. — 2014. — № 10. — P. 803-810.

29. Blodgett, K. B. Monomolecular films of fatty acids on glass / K. B. Blodgett // Journal of the American Chemical Society. — 1934. — Vol. 56, №. 2. — P. 495-495.

30. Haynie, D. T. Polypeptide multilayer films / D. T. Haynie, L. Zhang, J. S. Rudra et al. // Biomacromolecules. — 2005. — № 6. — P. 2895-2913.

31. Sanchez, C. Optical properties of functional hybrid organic-inorganic nanocomposites / C. Sanchez, B. Lebeau, F. Chaput, J. P. Boilot // Advanced Materials. — 2003. — Vol. 15, №. 23. — P. 1969-1994.

32. Sanchez, C. Designed hybrid organic- inorganic nanocomposites from functional nanobuilding blocks / C. Sanchez, G. D. A. Soler-Illia, F. Ribot, T. Lalot, C. R. Mayer, V. Cabuil // Chemistry of Materials. — 2001. — Vol. 13, №. 10. — P. 3061-3083.

33. Soler-Illia, G. J. A. A. Chemical strategies to design textured materials: from microporous and mesoporous oxides to nanonetworks and hierarchical structures / G. J. D. A. Soler-Illia, C. Sanchez, B. Lebeau, J. Patarin // Chemical reviews. — 2002. — Vol. 102, №. 11. — P. 4093-4138.

34. Feifel, S. C. Protein multilayer architectures on electrodes for analyte detection / S. C. Feifel, A. Kapp, F. Lisdat // Biotechnology. — 2014. — № 140. — P. 253-298.

35. Iost, R. M. Layer-by-layer self-assembly and electrochemistry: Applications in biosensing and bioelectronics / R. M. Iost, F. N. Crespilho // Biosensors and Bioelectronics. — 2012. — № 31. — P. 1-10.

36. Schere, C. Ferrofluids: properties and applications / C. Schere, A. Neto // Braz. J. Phys. — 2005. — № 35. — P. 718-727.

37. Taylor, R. Small particles, big impacts: a review of the diverse applications of nanofluids / R. Taylor, S. Coulombe, T. Otanicar // J. Appl. Phys. — 2013. — Vol. 113, №1. — P. 011301.

38. Philip, J. Optical properties and applications of ferrofluids — A review / J. Philip, J. M. Laskar // J. Nanofluids. — 2012. — Vol. 1, №1. — p. 3 — 20.

39. Agruzov, P.M. Magneto-optic effects in silica core microstructured fibers with a ferrofluidic cladding / P. M. Agruzov, I. V. Pleshakov, E. E. Bibik, A. V. Shamray // Appl. Phys. Lett. — 2014. — № 104. — P. 0711108.

40. Zhao, Y. Novel optical devices based on the transmission properties of magnetic fluid and their characteristics / Y. Zhao, R. Lv, Y. Zhang, Q. Wang // Optics and Lasers in Engineering. — 2012. — № 50. — P. 1177 — 1184.

41. Oda, S. Relationship between ion concentration of ferrofluid and response signals of magnetic nanoparticles against ac magnetic fields / S. Oda, Y. Kitamoto // AIP Advances. — 2017. — № 7. — P. 056729.

42. Alam, J. Effect of ferrofluid concentration on electrical and magnetic properties of the Fe3O4/PANI nanocomposites / J. Alam, U. Riaz, S. Ahmad // J. Magn. Magn. Materials. — 2007. — № 314. — P. 93 — 99.

43. Skumiel, A. The influence of the concentration of ferroparticles in a ferrofluid on its magnetic and acoustic properties / A. Skumiel, A. J'ozefczak, T. Hornowski, M. Labowski // J. Phys. D: Appl. Phys. — 2003. — № 36. — P. 3120 — 3124.

44. Hejazian, M. Magnetofluidic concentration and separation of non-magnetic particles using two magnet arrays / M. Hejazian, N.-T. Nguyen // Biomicrofluidics. — 2016. — № 10. — P. 044103.

45. Bogachev, Yu. V. The Study of Aggregation Processes in Colloidal Solutions of Magnetite—Silica Nanoparticles by NMR Relaxometry, AFM, and UV—Vis-Spectroscopy / Yu. V. Bogachev, Ju. S. Chernenco, K. G. Gareev, I. E. Kononova, L. B. Matyushkin, V. A. Moshnikov, S. S. Nalimova // Appl. Magn. Reson. — 2014. — Vol. 45, №3. — P. 329 — 337.

46. Toropova, Y. G. In vitro toxicity of FemOn, FemOn-SiO2 composite, and SiO2-FemOn core-shell magnetic nanoparticles / Y. G. Toropova, A. S. Golovkin, A. B. Malashicheva, D.V. Korolev, A.N. Gorshkov, K.G. Gareev // Int. J. of Nanomedicine.

— 2017. —№12. — P. 593 — 603.

47. Privalov, V. E. Effect of noise and vibration on the performance of a particle concentration laser meter and optimization of its parameters / V. E. Privalov, A. V. Rybalko, P. V. Charty, V. G Shemanin // Technical Physics. — 2017. — Vol. 52, №3.

— P. 352 — 355.

48. Baranov, M. Study of the dielectric parameters of biological liquids / M. A. Baranov, S. V. Rozov // In Journal of Physics: Conference Series. — 2019. — Vol. 1326, №1. — P. 012006.

49. Baranov, M. Study of dielectric parameters of protein solution / M. A. Baranov // In Saratov Fall Meeting 2018: Optical and Nanotechnologies for Biology and Medicine. International Society for Optics and Photonics. — 2019. —№11065. — P. 110651S.

50. Kovalchuk, M. V. Structural characteristics of lysozyme Langmuir layers grown on a liquid surface from an oligomeric mixture formed during the early stages of lysozyme crystallization / M. V. Kovalchuk, A. S.Boikova, Y. A. Dyakova, K. B. Ilina, P. V. Konarev, M. A. Marchenkova, Y. V. Pisarevskiy, P. A Prosekov, A. V. Rogachev, A. Y. Seregin // Thin Solid Films. — 2019. — № 677. — P. 13 — 21.

51. Бойкова, А. С. Получение многослойных пленок на основе белка лизоцима и ионов осадителя (йода и калия) на кремниевой подложке модифицированным методом Ленгмюра—Шеффера / А. С. Бойкова, К. Илина, М. Марченкова, А. Ю. Серегин, П. А. Просеков, Ю. А. Волковский, Ю. В. Писаревский, М. В. Ковальчук // Кристаллография. — 2018. — Т. 63, №. 5. — P. 703 — 707.

52. Ковальчук, М. В. Модификация метода Ленгмюра-Шеффера для получения упорядоченных белковых пленок / М. В. Ковальчук // Кристаллография. — 2017. — Т. 62, №. 4. — P. 650 — 656.

53. Синдо Д., Оикава Т. Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия. — М.: Техносфера, 2006. — 256 c.

54. Spivak, G. V. Scanning electron microscopy / G. V. Spivak, G. V. Saparin, M. V. Bykov // Sov. Phys. Usp. — 1970. — Vol. 12, №6. — P. 756 — 776.

55. Vainshtem, B. K. Three-dimensional electron microscopy of biological macromolecules / B. K. Vamshtem // Sov. Phys. Usp. — 1973. — Vol. 16, №2. — P. 185 — 206.

56. Чухчин, Д.Г. Исследование суспензий целлюлозных волокон методом электронной микроскопии / Д. Г. Чухчин, Е. А. Варакин, Е. В. Новожилов, К. Ю. Терентьев, Е. В. Смирнов, Е. А. Белых // Физико-химия растительных полимеров: матер. V междунар. конф. — Архангельск: Инт-т экол. проблем Севера УрО РАН, 2013. — С. 46 — 47.

57. Марахова, А. Определение размеров наночастиц в коллоидных растворах методом динамического рассеяния света / А. Марахова, В. Жилкина, Е. Блынская,

К. Алексеев, Я. Станишевский // Наноиндустрия. — 2016. —Т. 63. № 1. — С. 88 -93.

58. Xu, R. Light scattering: a review of particle characterization applications / R. Xu // Particuology. — 2014. — Vol. 18. — P. 11 - 21.

59. Fujita, H. Mathematical theory of sedimentation analysis. — USA.: Academic Press, 1962. — 328 p.

60. Petrova, G.P. Optical properties of solutions consisting of albumin and y-globulin molecules in different ratio modeling blood serum / G. P. Petrova // Laser Phys. — 2009.

— Vol. 19, № 6. — P. 1303 - 1307.

61. Кириченко, М. Н. Применение методов светорассеяния в биомедицине и экологии / М. Н. Кириченко // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. — 2019. — №. 1 - 3. — С. 80 - 103.

62. Kirichenko, M. N. Relation between particle sizes and concentration in undiluted and diluted blood plasma according to light scattering data / M. N. Kirichenko // Bulletin of the Lebedev Physics Institute. — 2015. — Т. 42. — №. 2. — С. 33 - 36.

63. Шмидт В. Оптическая спектроскопия для химиков и биологов. — М.: Техносфера, 2007. — 368 с.

64. Некрасов, В. М. Исследование биоспецифической агрегации микро-и наночастиц с помощью светорассеяния: дис. — Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения Российской академии наук — 2013.

65. Nobbmann, U. Dynamic light scattering as a relative tool for assessing the molecular integrity and stability of monoclonal antibodies / U. Nobbmann, M. Connah, Fish B., Varley P., Gee Ch., Mulot S., Chen J., Zhou L., Lu Y., Sheng F., Yi J., Harding S.E. // J. Biotechnology and Genetic Engineering Reviews. — 2007 — V. 24 — P. 117

- 128.

66. Камминс Г. З. Применение спектроскопии оптического смешения в биологии / Г. З. Камминс // Спектроскопия оптического смешения и корреляция фотонов. М.: Мир. — 1978. — С. 287. — 1986.

67. Linegar L. Applications of Dynamic Light Scattering in Chemical and Biomolecular Engineering: Polymers, Proteins and Liquid Crystals / Linegar L.// Kirtland. —2008. — 115 p.

68. Берков Д.В. О возможности исследования малых ферромагнитных частиц методом корреляционной спектроскопии / Д.В. Берков, Э.А. Маныкин, Н.З. Сакипов // Ж. Письма в ЖЭТФ — 1986 — Т.44. №5 — С. 229 - 232.

69. Оберюхтина И.А. Применение метода лазерной корреляционной спектроскопии в исследовании гидродинамических свойств разбавленных растворов альгината натрия / И.А. Оберюхтина, К.Г. Боголицын, Н.Р. Попова, Л.Н. Парфенова // II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ — 2002 — С. 104 - 105.

70. Kato H. Accurate Size and Size-Distribution Determination of Polystyrene Latex Nanoparticles in Aqueous Medium Using Dynamic Light Scattering and Asymmetrical Flow Field Flow Fractionation with Multi-Angle Light Scattering / H. Kato, A. Nakamura, K. Takahashi, Sh. Kinugasa // J. Nanomaterials. — 2012 — Vol. 2 — P. 1530.

71. Andreev A.N. Measurement of Particle Dimensions in Colloidal Solutions Using the Correlation Spectroscopy Technique / A.N. Andreev, A.G. Lazarenko // J. Telecommunications and Radio Engineering. — 2014 — Vol.73, N 18 — P. 1671 -1678.

72. Advanced Ph.Lab. Dynamic Light Scattering Experiment DLS — University of Florida, Department of Physics — 2012 — P. 17.

73. Koppel D. E. Analysis of macromolecular polydispersity in intensity correlation spectroscopy: the method of cumulants / D.E. Koppel // The Journal of Chemical Physics. — 1972. — Vol. 57. №. 11. — P. 4814-4820.

74. Stetefeld J., McKenna S. A., Patel T. R. Dynamic light scattering: a practical guide and applications in biomedical sciences / J. Stetefeld, S.A. McKenna, T.R. Patel // Biophysical reviews. — 2016. — Vol. 8. N. 4. — P. 409-427.

75. Zakharov, P. Advances of dynamic light scattering techniques / P. Zakharov, F. Scheffold // Light Scat. Rev. 4. — 2010. — January 13. — P. 433 - 467.

76. Плужников, М. С. Возможности лазерной корреляционной спектроскопии сыворотки крови в диагностике опухолей головы и шеи / М. С. Плужников, М. И. Говорун, К. Л. Мигманова // Russian Otorhinolaryngology Медицинский научно практический журнал. — 2007. — Т. 27. № 2. — С. 77 -83.

77. Alekseev, S. G. Multiparametric testing of blood protein solutions with diagnostic purpose / S. G. Alekseev; A. V. Ivanov, S. V. Sviridov, G. P. Petrova, Y. M. Petrusevich, A. V. Boiko, D. I Ten // Current Research on Laser Use in Oncology: 2000-2004. — International Society for Optics and Photonics. — 2006. — Vol. 5973. — С. 597301.

78. Баранов, А. Н. Лазерная корреляционная спектроскопия процессов денатурации сывороточного альбумина / А. Н. Баранов, И. М. Власова, В. Е. Микрин, А. М. Салецкий // Журнал прикладной спектроскопии. — 2004. — Т. 71, №. 6. — С. 831 - 835.

79. Баранов, А. Н., Исследование процессов агрегации сывороточного альбумина /А. Н. Баранов, И. М. Власова, А. М. Салецкий // Журнал прикладной спектроскопии. — 2004. — Т. 71, №. 2. — С. 204 - 207.

80. Юдин, И. К. Деполяризация рассеянного света в водных дисперсиях наночастиц различной формы / И. К. Юдин, В. А. Дешабо, П. В. Шалаев, С. А. Терещенко // Медицинская техника. — 2015. — Т. 6, № 294. — С. 52 - 55.

81. Власова, И. М. Вращательная диффузия бычьего сывороточного альбумина, денатурированного додецилсульфатом натрия, по данным флуоресценции триптофана / И. М. Власова, В. В. Журавлева, А. М. Салецкий // Журнал физической химии. — 2014. — Т. 88. № 3. — С. 538 - 544.

82. Mishra, I. Dynamics Light Scattering as a Tool for Assessing Health Status and Disease Risk / I. Mishra, V. Patel, M. D. Robinson, K. Gordon, S. Deodhar, D. P. Cistola // Biophysical Journal. — 2016. — Vol. 110. — №. 3. — С. 476a.

83. Chaikov, L. Dynamics of statistically confident particle sizes and concentrations in blood plasma obtained by the dynamic light scattering method / L. Chaikov, M. N. Kirichenko, S. V.Krivokhizha, A. R. Zaritskiy // Journal of biomedical optics. — 2015. — Т. 20. — №. 5. — С. 057003.

84. Lawrie, A. S. Microparticle sizing by dynamic light scattering in fresh-frozen plasma / A. S. Lawrie, A. Albanyan, R. A. Cardigan, I. J. Mackie, P. Harrison // Vox Sang. — Vol. 96, №3. — P. 206 - 212.

85. Allen, J. J. Micro Electro Mechanical System Design / J. J. Allen. — New York: CRC Press, 2005 — 451 p.

86. Ekinci, K. L. Nanoelectromechanical systems / K. L. Ekinci, M. L. Roukes // Rev. Sci. Instrum. — 2005. — Vol. 76, №6. — P. 061101.

87. Бараш, Ю. С. Силы Ван-дер-Ваальса / Ю. С. Бараш. — Москва: «Наука», 1998. — 344 с.

88. Parsegian, V. A. Van der Waals Forces: a Handbook for Biologists, Chemists, Engineers, and Physicists / V. A. Parsegian. — Cambridge: Cambridge University Press, 2005. — 380 p.

89. Srivatstava, Y. Microchips as Precision Quantum Electrodynamic Probes / Y. Srivatstava, A. Widom, M. H. Friedman // Phys. Rev. Lett. — 1985. — Vol. 55, №21.

— P. 2246 - 2248.

90. Srivatstava, Y. Quantum electrodynamic processes in electrical engineering circuits / Y. Srivatstava, A. Widom // Phys. Rep. — 1987. — Vol. 148, №1. — P. 1 - 65.

91. Chan, H. B. Quantum mechanical actuation of micromechanical system by the Casimir effect / H. B. Chan, V. A. Aksyuk, R. N. Kleiman, D. J. Bishop, F. Capasso // Science. — 2001. — Vol. 291, №5510. — P. 1941 - 1944.

92. Chan, H. B. Nonliner Micromechanical Casimir Oscillator / H. B. Chan, V. A. Aksyuk, R. N. Kleiman, D. J. Bishop, F. Capasso // Phys. Rev. Lett. — 2001. — Vol. 87, №21. — P. 211801.

93. Buks, E. Stiction, adhesion, and the Casimir effect in micromechanical systems / E. Buks, M. L. Roukes // Phys. Rev. B. — 2001. — Vol. 87, №21. — P. 211801.

94. Buks, E. Metastability and Casimir effect in micromechanical systems / E. Buks, M. L. Roukes // Europhys. Lett. — 2001. — Vol. 54, №2. — P. 220 - 226.

95. Barcenas, J. Scaling of micro-and nanodevices actuated by the Casimir force / J. Barcenas, L. Reyes, R. Esquivel-Sirvent // Appl. Phys. Lett. — 2005. — Vol. 87, №2.

— P. 263106.

96. Esquivel-Sirvent, R. Geometry and charge carrier induced stability in Casimir-actuated nanodevices // Eur. Phys J. B. — 2013. — Vol. 86, №11. — P. 467.

97. Zou, J. Casimir forces on a silicon micromechanical chip / J. Zou, Z. Marcet, A. W. Rodriguez, M. T. H. Reid, A. P. McCauley, I. I. Ktavchenko, T. Lu, Y. Bao, S. G. Johnson, H. B. Chan // Nat. Commun. — 2013. — Vol. 4. — P. 1845.

98. Tang, L. Measurement of nonmonotonic Casimir forces between silicon nanostructures / L. Tang, M. Wang, C. Y. Ng, M. Nicolic, C. T. Chan, A. W. Rodriguez, H. B. Chan // Nat. Photonics. — 2017. — Vol. 11, №2. — P. 97 - 101.

99. Xu, J. Reducing detrimental electrostatic effects in Casimir-force measurements and Casimir-force-based microdevices / J. Xu, G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko, U. Mohideen // Phys. Rev. A. — 2018. — Vol. 97, №3. — P. 032501.

100. Rosensweig, R. E. Ferrohydrodynamics / R. E. Rosensweig. — Cambridge: Cambridge University Press, 1985. — 344 p.

101. Mao, L. Direct observation of closed-loop ferrohydrodynamic pumping under travelling magnetic fields / L. Mao, S. Elborai, X. He, M. Zahn, H. Koser // Phys. Rev. B. — 2011. — Vol. 84, №10. — P. 104431.

102. Lin, W. Fiber-optic in-line magnetic field sensor based on the magnetic fluid and multimode interference effects / W. Lin, Y. Miao, H. Zhang, B. Liu, Y. Liu, B. Song // Appl. Phys. Lett. — 2013. — Vol. 103, №15. — P. 151101.

103. Goubault, C. Flexible Magnetic Filaments as Micromechanical Sensors / C. Goubault, P. Jop, M. Fermigier, J. Baudry, E. Bertrand, J. Bibette // Phys. Rev. Lett. — 2003. — Vol. 91, №26. — P. 260802.

104. Pekas, N. Giant magnetoresistance monitoring of magnetic picodroplets in an integrated microfluidic system / N. Pekas, M. D. Porter, M. Tondra, A. Popple, A. Jander // Appl. Phys. Lett. — 2004. — Vol. 85, №20. — P. 4783 — 4785.

105. Inglis, D. W. Continuous microfluidic immunomagnetic cell separation / D. W. Inglis, R. Riehn, R. H. Austin, J. C. Sturm // Appl. Phys. Lett. — 2004. — Vol. 85, №21. — P. 5093 — 5095.

106. Saga, N. Elucidation of propulsive force of microrobot using magnetic fluid / N. Saga, T. Nakamura // Journal of Applied Physics. — 2002. — Vol. 91, №. 10. — P. 7003-7005.

107. Bordag, M. Advances in the Casimir Effect / M. Bordag, G. L. Klimchitskaya, U. Mohideen, V. M. Mostepanenko. — Oxford: Oxford University Press, 2015. — 778 p.

108. Dalvit, D. Casimir Physics / D. Dalvit, P. Milonni, D. Roberts, F. da Rosa, Editors. — Heidelberg: Springer, 2011. — 457 p.

109. Лифшиц, E. M. Теория молекулярных сил притяжения между твердыми телами / Е. М. Лифшиц // ЖЭТФ — 1955. — Т. 29, №1. — P. 94 - 110.

110. Дзялошинский, И. Е. Общая теория сил Ван-дер-Ваальса. И. Е. Дзялошинский, Е. М. Лифшиц, Л. П. Питаевский // УФН. — 1961. — Т. 73, №3. — C. 381 — 422.

111. Klimchitskaya, G. L. Observability of thermal effects in the Casimir interaction from graphene-coated substrates / G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko // Phys. Rev. A. — 2014. — Vol. 89, №5. — P. 052512.

112. Бредов, М. М. Классическая электродинамика / М. М. Бредов, В. В. Румянцев, И. Н. Топтыгин; под редакцией И. Н. Топтыгина. — Санкт-Петербург: Лань, 2003. — 400 с.

113. Handbook of Optical Constants of Solids / E. D. Palik, Editor. — New York; Academic Press, 1980. — 785 p.

114. Geyer, B. Thermal Casimir interaction between two magnetodielectric plates / B. Geyer, G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko // Phys. Rev. B. — 2010. — Vol. 81, №10. — P. 104101.

115. Klimchitskaya, G. L. The Casimir force between real materials: Experiment and theory / G. L. Klimchitskaya, U. Mohideen, V. M. Mostepanenko // Rev. Mod. Phys. — 2009. — Vol. 81, №4. — P. 1827 - 1885.

116. Woods, L. M. Material prospective on Casimir and van der Walls interactions / L. M. Woods, D. A. R. Dalvit, A. Tkachenko, P. Rodriguez-Lopez, A. W. Rodriguez, R. Podgornik // Rev. Mod. Phys. — 2016. — Vol. 88, №4. — P. 045003.

117. Palasantzas, G. Contact angle influence on the pull-in voltage of microswitches in the presence of capillary and quantum vacuum effects / G. Palasantzas // J. Appl. Phys.

— 2007. — Vol. 101, №5. — P. 053512.

118. Palasantzas, G. Pull-in voltage of microswitch rough plates in the presence of electromagnetic and acoustic Casimir forces / G. Palasantzas // J. Appl. Phys. — 2007.

— Vol. 101, №5. — P. 063548.

119. Broer, W. Significance of Casimir force and surface roughness for actuation dynamics of MEMS / W. Broer, G. Palasantzas, J. Knoester, V. B. Svetovoy // Phys. Rev. B. — 2013. — Vol. 87, №12. — P. 125413.

120. Inui, N. Optical switching of a graphene mechanical switch using the Casimir effect / N. Inui // Journal of Applied Physics. — 2017. — Vol. 122, №. 10. — P. 104501.

121. Ge, L. Tunable Casimir equilibria with phase change materials: From quantum trapping to its release / L. Ge, X. Shi, Z. Hu, K. Gong // Phys. Rev. B. — 2020. — Vol. 101, №10. — P. 104107.

122. Bimonte, G. Isoelectronic determination of the thermal Casimir force / G. Bimonte, D. Lopez, R. S. Decca // Phys. Rev. B. — 2016. — Vol. 93, №8. — P. 184434.

123. Liu, M. Examining the Casimir puzzle with upgraded AFM-based technique and advanced surface cleaning / M. Liu, J. Xu, G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko, U. Mohideen // Phys. Rev. B. — 2019. — Vol. 100, №8. — P. 081406.

124. Liu, M. Precision measurements of the gradient of the Casimir force between ultraclean metallic surfaces at larger separations / M. Liu, J. Xu, G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko, U. Mohideen // Phys. Rev. B. — 2019. — Vol. 100, №5. — P. 052511.

125. Chang, C.-C. Reduction of the Casimir Force from Indium Tin Oxide Film by UV Treatment / C.-C. Chang, A. A. Banishev, G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko, U. Mohideen // Phys. Rev. Lett. — 2011. — Vol. 107, №9. — P. 090403.

126. Banishev, A. A. Modifying the Casimir force between indium tin oxide plate and Au sphere / A. A. Banishev, C.-C. Chang, R Castillo-Garza, G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko, U. Mohideen // Phys. Rev. B. — 2012. — Vol. 85, №4. — P. 045436.

127. Munday, J. N. Measurement of the Casimir-Lifshitz force in a fluid: the effect of electrostatic forces and Debye screening / J. N. Munday, F. Capasso, V. A. Parsegian, S. M. Bezrukov // Phys. Rev. A. — 2008. — Vol. 78, №3. — P. 032109.

128. Munday, J. N. Measured long-range repulsive Casimir-Lifshitz forces / J. N. Munday, F. Capasso, V. A. Parsegian // Nature. — 2009. — Vol. 457, №7226. — P. 170 - 173.

129. Sharma, S. Evaluation of the stability of nonfouling ultrathin poly(ethylen glucol) films for silicon-based microdevices / S. Sharma, R. W. Johnson, T. A. Decai // Langmuir. — 2004. — Vol. 20, №2. — P. 348 - 356.

130. Chou, C.-K. Rapid detection of two-protein interaction with a single fluorophore by using a microfluidic device / C.-K. Chou, N. Jing, H. Yamaguchi, P.-H. Tsou, H.-H. Lee, C.-T. Chen, Y.-N. Wang, S. Hong, C. Su, J. Kameoka, M.-C. Hung // Analyst. — 2010. — Vol. 135, №11. — P. 2907 - 2912.

131. Chandra, H. Protein microarrays and novel detection platforms / H. Chandra, P. J. Reddy, S. Srivastava // Expert Rev. Proteomics. — 2011. — Vol. 8, №1. — P. 61 -79.

132. Lee, P. M. Methods for powering bioelectronics microdevices / P. M. Lee, Z. Xiong, J. Xo // Bioelectron. Med. (Lond.). — 2018. — Vol. 1, №3. — P. 201 - 217.

133. Li, B. Nanoscale biomimetics: Fabrication and optimization of stability of peptide-based thin films / B. Li, D. T. Haynie, N. Palath, D. Janisch // J. Nanosci. Nanotech. — 2005. — Vol. 5, №12. — P. 2042 - 2049.

134. Boinovich, L. Wetting and surface forces / L. Boinovich, A. Emelyanenko // Adv. Coll. Inter. Sci. — 2011. — Vol. 165, №2. — P. 60 - 69.

135. Дерягин, Б. В. Поверхностные силы / Б. В. Дерягин, Н. В. Чураев, В. М. Муллер. — Москва: «Наука», 1985. — 398 с.

136. McMeekin, T. L. Refractive indices of amino acids, proteins, and related substances / T. L. McMeekin, T. L. Groves, N. J. Hipp // Adv. Chem. — 1964. — Vol. 44, № 4. — P. 54 - 66.

137. Inagaki, T. Optical properties of bovine plasma albumin between 2 and 82 eV / T. Inagaki, R. N. Hamm, E. T. Arakawa, R. D. Birkhoff // Biopolymers. — 1975. — Vol. 14, №4. — P. 839 - 847.

138. Arwin, H. Optical properties of thin layers of bovine serum albumin, y- globulin, and hemoglobulin // Appl. Spectrosc. — 1986. — Vol. 40, №3. — P. 313 - 318.

139. Löffler, G. Calcilation of the dielectric properties of a protein and its solvent: Theory and a case study / G. Löffler, H. S. Schreiber, O. Steinhauser // J. Mol. Biol.

— 1997. — Vol. 270, №3. — P. 520 - 534.

140. Pitera, J. W. Dielectric properties of proteins from simulation: The effect of solvent, ligands, pH, and temperature / J. W. Pitera, M. Falta, W. F. Gunsteren // Biophys. J. — 2001. — Vol. 80, №6. — P. 2546 - 2555.

141. Figueiro, S. D. On the physico-chemical and dielectric properties of glutaraldehyde crosslinked galactomannan-collagen films / S. D. Figneiro, J. C. Goos, R. A. Moreira, A. S. B. Sombra // Carbohidrate Polymers. — 2004. — Vol. 56, №3. — P. 313 - 320.

142. Venkatesh, M. S. An overview of microwave processing and dielectric properties of agri-food materials / M. S. Venkatesh, G. S. V. Raghavan // Biosyst. Eng. — 2004.

— Vol. 88, №1. — P.1 - 18.

143. Rabe, M. Understanding protein adsorption phenomena at solid surfaces / M. Rabe, D. Verdes, S. Seeger // Adv. Coll. Interf. Sci. — 2011. — Vol. 162, №1-2. — P. 87 - 106.

144. Li, L. On the dielectric ''constant'' of proteins: Smooth dielectric function for macromolecular modeling and its implementation in DelPhi / L. Li, C. Li, Z. Zhang, A. Alexov // J. Chem. Theor. Comput. — 2013. — Vol. 9, №4. — P. 2126 - 2136.

145. Adhikari, P. Electronic structure, dielectric response, and surface charge distribution of RGD (IFUV) peptide / P. Adhikari, A. M. Wen, R. H. French, V. A. Parsegian, N. F. Steinmetz, R. Pogornik, W.-Y. Ching // Sci. Rep. — 2014. — Vol. 4. — P. 5605.

146. Bibi, F. Origin of dielectric properties of proteins and potential development as bio-sensors / F. Bibi, M. Villain, C. Guillaume, B. Sorli, N. Gontard // Sensors. — 2016. — Vol. 16, №8. — p. 1232.

147. Sousa, T. A. T. Numerical tool for estimating the dielectric constant, the thickness, and coverage of immobilized inhomogeneous protein films on gold in aqueous solution / T. A. T. Sousa, L. C. Oliveira, F. H. Neff, H. M. Laborde, A. M. N. Lima // Appl. Opt. — 2018. — Vol. 57, №24. — P. 6866 - 6875.

148. Parsegian, V. A. Application of the Lifshitz theory to the calculation of van der Waals forces across thin lipid films / V. A. Parsegian, B. W. Ninham // Nature. — 1972. — Vol. 224, №5225. — P. 1197 - 1198.

149. Nir, S. Van der Waals interaction between surfaces of biological interest / S. Nir // Progr. Surf. Sci. — 1976. — Vol. 8, №1. — P. 1 - 58.

150. Roth, C. M. Van der Waals interaction involving proteins / C. M. Roth, B. L. Neal, A. M. Lenhoff // Biophys. J. — 1996. — Vol. 70, №2. — P. 997 - 987.

151. Lu, B.-S. Effective interaction between fluid membranes / B.-S. Lu, R. Podgornik // Phys. Rev. E. — 2015. — Vol. 92, №2. — P. 022112.

152. Klimchitskaya, G. L. The Casimir free energy of metallic films: Discriminating between Drude and plasma model approaches / G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko // Phys.Rev. A. — 2015. — Vol. 92, №4. — P. 042109.

153. Klimchitskaya, G. L. Casimir free energy and pressure for magnetic metal films / G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko // Phys.Rev. B. — 2016. — Vol. 94, №4. — P. 045404.

154. Klimchitskaya, G. L. Characteristic properties of the Casimir free energy for metal films deposited on metallic plates / G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko // Phys. Rev. A. — 2016. — Vol. 93, №4. — P. 042508.

155. Klimchitskaya, G. L. Casimir free energy of dielectric films: Classical limit, low-temperature behavior and control / G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko //J. Phys.: Condens. Matter. — 2017. — Vol. 29, №27. — P. 275701.

156. Yan, J. One-Step Fabrication of Self-Assembled Peptide Thin Films with Highly Dispersed Nobble Metal Nanoparticles / J. Yan, Y. Pan, A. G. Cheetham, Y.-A. Lin,

W. Wang, H. Cui, C.-J. Liu // Langmuir. — 2013. — Vol. 29, №52. — P. 16051 -16057.

157. The International Technology Roadmap for Semiconductors ITRS. [Электронный ресурс]. — Semiconductor Industries Association, 2010. — 74 p. — Режим доступа: http://www.itrs.net/links/2010itrs/2010Update/ToPost/20 10_Update_Overview.pdf (дата обращения: 13.05.2020).

158. International Conference on Rebooting Computing (ICRC) [Электронный ресурс]. IEEE, 2019 — Режим доступа: https://icrc.ieee.org/ (дата обращения: 13.05.2020).

159. Intentional Roadmap for Devices and Systems. Beyond CMOS. — IEEE, 2018.

— 123 p.

160. Hayamizu, Y. Bioelectronic interfaces by spontaneously organized peptides on 2D atomic single layer materials / Y. Hayamizu, C. R. So, S. Dag, T. S. Page, D. Starkebaum, M. Sarikaya // Scientific reports. — 2016. — V. 6. — P. 33778.

161. Ron, I. Proteins as electronic materials: Electron transport through solid-state protein monolayer junctions / I. Ron, L. Sepunaru, S. Itzhakov, T. Belenkova, N. Friedman, I. Pech, M. Sheves, D. Cahen // Journal of the American Chemical Society.

— 2010. — Vol. 132, №12. — P. 4131 - 4140.

162. Ruiz, M. P. Bioengineering a single-protein junction / M. P. Ruiz, A. C. Aragonés, N. Camarero, J. G. Vilhena, M. Ortega, L. A. Zotti, R. Pérez, J. C. Cuevas, P. Gorostiza, I. Díez-Pérez // Journal of the American Chemical Society. — 2017. — Vol. 139, №43. — P. 15337 - 15346.

163. Moores, B. Kelvin probe force microscopy in application to biomolecular films: frequency modulation, amplitude modulation, and lift mode / B. Moores, F. Hane, L. Eng, Z. Leonenko // Ultramicroscopy. — 2010. — № 110. — P. 708 - 711.

164. Гольбрайх, Е. О формировании узора трещины в свободно высыхающей пленке водного раствора белка / Е. Гольбрайх, Е. Г. Рапис, С. С. Моисеев // Журнал технической физики. — 2003. — Т. 73. — №. 10. — С. 116 - 121.

165. Яхно, Т. А. Кристаллизация хлорида натрия из высыхающих капель белково-солевых растворов с разным содержанием белка / Т. А. Яхно //Журнал технической физики. — 2015. — Т. 85. №. 11. — С. 30 - 37.

166. Шатохина, С. Н. Морфология биологических жидкостей новое направление в клинической медицине / С. Н. Шатохина, В. Н. Шабалин //Альманах клинической медицины. — 2003. — №. 6. — C. 404 - 418.

167. Shatokhina, S. N. Morphological marker of tumor progression in laryngeal cancer / S. N. Shatokhina, N. M . Zakharova, M. G. Dedova, V. I. Sambulov, V. N. Shabalin // Voprosy onkologii. — 2013. — Vol. 59. No. 2. — P. 66 - 70.

168. Shatokhina, S. N. A Marker of Cerebral Ischemia in Solid State Structures of Blood Serum / S. N. Shatokhina, V. V. Aleksandrin, I. S. Shatokhina, A. A. Kubatiev, V. N. Shabalin //Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2018. — Vol. 164, №3. — P. 366 - 370.

169. lost, R. M. Electrochemical nano (bio) sensors: advances, diagnosis and monitoring of diseases / R. M. lost, W. Cantanhede, J. M. Madurro // Frontiers in Bioscience. — 2011. — № 3 — P. 663-689.

170. Kang, D. DNA biomolecular-electronic encoder and decoder devices constructed by multiplex biosensors / D. Kang // NPG Asia Materials. — 2012. — V. 4. — N. 1. — P. e1 - e1.

171. Alessandrini, A. Tuning molecular orientation in protein films / A. Alessandrini // Surface science. — 2003. — V. 542. — N. 1-2. — P. 64 - 71.

172. Mukhopadhyay, S. Solid-State Protein Junctions: Cross-Laboratory Study Shows Preservation of Mechanism at Varying Electronic Coupling / S. Mukhopadhyay, S. K. Karuppannan, C. Guo, J. A. Fereiro, A. Bergren, V. Mukundan, X. Qiu, O. E. Castañeda Ocampo, X. Chen, R. C. Chiechi, R. McCreery, I. Pecht, M. Sheves, R. R. Pasula, S. Lim, C. A. Nijhuis, A. Vilan, D. Cahen // iScience. — 2020. — Vol. 23, №5. — P. 101099.

173. Yokota, T. A few-layer molecular film on polymer substrates to enhance the performance of organic devices / T. Yokota // Nature Nanotechnology. — 2018. — V. 13. — T. 2. — P. 139 - 144.

174. Okesola, B. O. Multicomponent self-assembly as a tool to harness new properties from peptides and proteins in material design / B. O. Okesola, A. Mata // Chemical Society Reviews. — 2018. — V. 47. — N. 10. — P. 3721 - 3736.

175. Mirkin, C. A. A DNA-based method for rationally assembling nanoparticles into macroscopic materials / C. A. Mirkin, R. L. Letsinger, R. C. Mucic, J. J. Storhoff // Nature. — 1996. — V. 382. — N. 6592. — P. 607 - 609.

176. Tang, Z. Triggering nanoparticle surface ligand rearrangement via external stimuli: light-based actuation of biointerfaces / Z, Tang, C. K. Lim, J. P. Palafox-Hernandez, K. L. Drew, Y. Li, M. T. Swihart, P. N. Prasad, T. R. Walsh, M. R. Knecht // Nanoscale. — 2015. — V. 7. — N. 32. — P. 13638 - 13645.

177. Palafox-Hernandez J. P. et al. Comparative study of materials-binding peptide interactions with gold and silver surfaces and nanostructures: a thermodynamic basis for biological selectivity of inorganic materials // Chemistry of Materials. — 2014.

— V. 26. — N. 17. — P. 4960 - 4969.

178. Young K. L. et al. Using DNA to design plasmonic metamaterials with tunable optical properties // Advanced Materials. — 2014. — V. 26. — N. 4. — P. 653 - 659.

179. Rodriguez-Mozaz, S. Biosensors as useful tools for environmental analysis and monitoring / S. Rodriguez-Mozaz, M. J. L. de Alda, D. Barcelo // Analytical and bioanalytical chemistry. — 2006. — V. 386. — T. 4. — P. 1025 - 1041.

180. Frommer, W. B.Genetically encoded biosensors based on engineered fluorescent proteins / W. B. Frommer, M. W. Davidson, R. E. Campbell // Chemical Society Reviews. — 2009. — V. 38. — N. 10. — P. 2833 - 2841.

181. Zhang, W. Third-generation biosensors based on the direct electron transfer of proteins / W. Zhang, G. Li // Analytical sciences. — 2004. — Vol. 20, №4. — P. 603

- 609.

182. Bostick, C. D. Protein bioelectronics: A review of what we do and do not know / C. D. Bostick, S. Mukhopadhyay, I. Pecht, M. Sheves, D. Cahen, D. Lederman // Reports on Progress in Physics. — 2018. — Vol. 81. №. 2. — P. 026601.

183. Мазо, М. А. Компьютерное моделирование молекулярной структуры, динамики, механиче^ого и реологичеcкого поведения дендримеров. —

Ро^идокий фонд фундаментальных и^ледований. — 1998. — №. С. 96-0333543.

184. den Otter W. K. Free energies of stable and metastable pores in lipid membranes under tension / W. K. den Otter // The Journal of chemical physics. — 2009. — Vol. 131, №20. — P. 11B614.

185. Szott, L. M. Protein interactions with surfaces: Computational approaches and repellency / L. M. Szott, T. A. Horbett // Current Opinion in Chemical Biology. — 2011. — Vol. 15, №5. — P. 683 - 689.

186. Fenoglio, I. et al. Multiple aspects of the interaction of biomacromolecules with inorganic surfaces / I. Fenoglio, B. Fubini, E. M Ghibaudi, F. Turci // Advanced drug delivery reviews. — 2011. — V. 63. — T. 13. — P. 1186 - 1209.

187. Исимару, А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. — Москва: Мир, 1981. — Т. 1. — 280 c.

188. Левшин, Л. В. Оптические методы исследования молекулярных систем / Л. В. Левшин, А. М. Салецкий. — Москва: Издательство Московского университета, 1994. — 320 с.

189. Борен, К. Ф. Поглощение и рассеяние света малыми частицами / К. Ф. Борен, Д. Р. Хафмен; пер. с англ. З. И. Фейзулина и др., предисл. В. И. Татарского. — Москва: Мир, 1986. — 660 с.

190. Цветков, В.Н. Структура макромолекул в растворах / В.Н. Цветков, В. Е. Эскин, С. Я. Френкель. — Москва: Наука, 1964. — 718 с.

191. Рябухо, В. П. Спекл-интерферометрия / В. П. Рябухо // Соросовский образовательный журнал. — 2001. — Т. 7. № 5. — С. 102 - 109.

192. Ульянов, С.С. Динамика спеклов и эффект Доплера / С.С. Ульянов // Соросовский образовательный журнал. — 2001. — Т.7, № 10. — С. 1 - 7.

193. Бекман, И. Н. Высшая математика: математический аппарат диффузии: учебник для бакалавриата и магистратуры / И. Н. Бекман. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2018. — 397 с.

194. Quirantes, A. Determination of size/shape parameters of colloidal ellipsoids by photon correlation spectroscopy / A. Quirantes., A. Ben-Taleb, A. V. Delgado //

Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. — 1996. — Vol. 119, №1. — P. 73 - 80.

195. Shetty, A. M. SPR and SPR imaging: recent trends in developing nanodevices for detection and real-time monitoring of biomolecular events / A. M. Shetty, G. M. H. Wilkins, J. Nanda, M. J. Solomon // Sensors. — 2009. — Vol. 113, №17. — P. 7129

- 7133.

196. Hansen, S. DLSanalysis.org: a web interface for analysis of dynamic light scattering data / S. Hansen // European Biophysics Journal. — 2018 — Vol. 47, №2

— P. 179 - 184.

197. Nepomnyashchaya, E. Methods and algorithms for numerical calculations in dynamic light scattering problems / E. Nepomnyashchaya, E. Antonova // 2018 IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech). IEEE. — 2018. — P. 136 - 140.

198. Mailer, A. G. Particle sizing by dynamic light scattering: non-linear cumulant analysis / A. G. Mailer, P. S. Clegg, P. N. Pusey // Journal of Physics.: Condense Matter. 2015. — Vol. 27, №14 — P. 145102.

199. Шмыткова Е. А. Развитие метода динамического рассеяния света для диагностики размерных параметров несферических нанообъектов в жидких средах: дис. - Всерос. науч.-исслед. ин-т оптико-физ. измерений, 2016.

200. Bro, R. A fast non-negativity-constrained least squares algorithm / R. Bro, S. de Jong // Journal of Chemometrics. — 1997. — Vol. 11, № 5. — P. 393 - 401.

201. Dou, Z. Filtering-Tikhonov regularization inversion for dynamic light scattering data with strong noise / Z. Dou, J. Shen, T. Li, Y. Wang, M. Gao, // Optics Communications. — 2019. — Vol. 430. — P. 407 - 415.

202. Mao S. Improved inversion procedure for particle size distribution determination by photon correlation spectroscopy / J. Shen, J. C. Thomas, X. Zhu, W. Liu, X. Sun // Applied optics. — 2012. — Vol. 51. №. 25. — P. 6220 - 6226.

203. Головицкий, А. П. Обратные задачи экспериментальной физики. Практические аспекты: учеб. пособие / А. П. Головицкий. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008 — 222 c.

204. Hansen, P. C. The truncated svd as a method for regularization / P. C. Hansen // BIT Numerical Mathematics. — 1987. — Vol. 27, №. 4. — P. 534-553.

205. Nepomnyashchaya E. K. Spectrometry of molecular interactions in clusters // Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2019. — Vol. 1368, №. 2.

— P. 022041.

206. Чекман, И. С. Аминокислоты-наноразмерные молекулы: клинико-лабораторные исследования / И. С. Чекман, А. О. Сыровая, И. В. Новикова, В. А. Макаров, С. В. Андреева, Л. Г. Шаповал — ДК №4666 — Харьков, 2014. — 154 с.

207. Суясова М. В. Агрегирование и механизмы самоорганизации фуллеренолов в водных растворах: Дисс. канд. физ.-мат. наук. — Санкт-Петербург, 2017. — 174 с.

208. Довнар, Р. И. Применение золота в медицине: прошлое,настоящее и будущее. Часть 2. Медицинское применение наночастиц золота / Р. И Довнар, С. М. Смотрин // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. — 2011. — № 4. — С. 17 - 21.

209. Simón-Vázquez, R. Conformational changes in human plasma proteins induced by metal oxide nanoparticles. / R. Simón-Vázquez, T. Lozano-Fernández, M. Peleteiro-Olmedo, Á. González-Fernández // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.

— 2013 — №113. — P. 198 - 206.

210. Власова, О. Л. Многопараметрический подход к оптическому анализу модельных дисперсий бычьего сывороточного альбумина / О. Л. Власова // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. — 2009. — Т. 77, № 2. — С. 39 - 44.

211. Borzova, V. A. A change in the aggregation pathway of bovine serum albumin in the presence of arginine and its derivatives / V. A. Borzova, K. A. Markossian, S. Y. Kleymenov, B. I. Kurganov // Scientific reports. — 2017. — Vol. 7. №. 1. — P. 112.

212. Коварда В.В. Исследование упруго-диссипативных свойств колебательной системы с магнитожидкостным инертным элементом: диссертация кандидата физико-математических наук, — Курск, 2005. — 123 с.

213. Prokofev, A. V. An optical investigation of the geometric characteristics of aggregates formed by particles of magnetic fluid / A. V. Prokofev, I. V. Pleshakov, E. E. Bibik, Y. I. Kuz'min // Technical Physics Letters. — 2017. — Vol. 43, №. 2.

— P. 194-196.

214. Bibik, E. E. Kinetics of structure formation and phase separation in a disperse system in a gravity force field / E. E. Bibik // Russian journal of applied chemistry.

— 1997. — Vol. 70, № 8. — P. 1194-1199.

215. Agruzov, P.M. Transient magneto-optic effects in ferrofluid-filled microstructured fibers in pulsed magnetic field / Agruzov, P.M., Pleshakov, I.V., Bibik, E.E., Stepanov, S.I., Shamrai, A.V // EPL. — 2015 — №111 — P. 57003.

216. Бибик, Е. Е. Магнитостатические свойства коллоидов магнетита / Е. Е. Бибик, Б. Я. Матыгуллин, Ю. Л. Райхер, М. И. Шлиомис // Магнитная гидродинамика. — 1973. — Т. 9, №. 1. — С. 68-72.

217. Gui, N. G. J. Ferrofluids for heat transfer enhancement under an external magnetic field / N. G. J. Gui, C. Stanley, N. T. Nguyen, G. Rosengarten // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2018. — № 123. — P. 110 - 121.

218. Hoffmann, B. Reversible light-induced cluster formation of magnetic colloids / B. Hoffmann, W. Köhler // J. of Magnetism and Magnetic Materials. —2003. — №262. — P. 289 - 293.

219. Mendelev, V. S. Ferrofluid aggregation in chains under the influence of a magnetic field / V. S. Mendelev, A. O. Ivanov // Physical Review E. — 2004. — Vol. 70. №. 5. — P. 051502.

220. Chapple, P. B. Single-beam Z-scan: measurement techniques and analysis / P. B. Chapple, J. Staromlynska, J. A. Hermann, T. J. McKay, R. G. McDuff // J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. — 1997. — № 6. — P. 251 - 293.

221. Mo, S. Increasing entropy for colloidal stabilization / S. Mo, X. Shao, Y. Chen, Z. Cheng // Sci. Rep. — 2016. — №6. — P. 36836.

222. Tohver, V. Nanoparticle halos: A new colloid stabilization mechanism / V. Tohver, J. E. Smay, A. Braem, P. V. Braun, J. A. Lewis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.

— 2001. — № 98. — P. 8950 - 8954.

223. Coey, J. M. D. Magnetism and magnetic materials / J. M. D. Coey. — New York: Cambridge university press, 2010. — 663 p.

224. Kirschvink, J. L. Magnetite biomineralization and magnetoreception in organisms: a new biomagnetism / J. L. Kirschvink, D. S. Jones, B. J. MacFadden, Editors — Springer Science and Business Media, 2013. — V. 5.

225. Способ получения магнитной жидкости: пат. 2639709 Российская Федерация. Гареев К.Г. и др. Заявл. 29.03.2017. Опубл. 22.12.2017.

226. Gareev, K. G. Interaction of Nanocomposites Based on the FemOn—SiO2 System with an Electromagnetic Field in an Ultra-Wide Frequency Range / K. G Gareev // Magnetochemistry. — 2020. — Vol. 6, № 2. — P. 24.

227. Chung, S. H. Biological sensors based on Brownian relaxation of magnetic nanoparticles / H. S. Chung, A. Hoffman, D. Bader // Applied physics letters. — 2004. — Vol. 85, № 14. — P. 2971 - 2973.

228. Candiani, A. Phase-shifted Bragg microstructured optical fiber gratings utilizing infiltrated ferrofluids / A. Candiani, W. Margulis, C. Sterner, M. Konstantaki, S. Pissadakis // Optics letters. — 2011. — Vol. 36, №13. — P. 2548 - 2550.

229. Zu, P. Magneto-optical fiber sensor based on magnetic fluid / P. Zu, C. C. Chan, W. S. Lew, Y. Jin, Y. Zhang, H. F. Liew // Optics letters. — 2012. — Vol. 37, №3.

— P. 398 - 400.

230. Hough, D. B. The calculation of Hamaker constant from Lifshitz theory with application to wetting phenomena / D. B. Hough, L. H. White // Adv. Coll. Inter. Sci.

— 1980. — Vol. 14, №1. — P. 3 - 41.

231. Bergstrom, L. Hamaker constants in inorganic materials / L. Bergstrom // Adv. Coll. Inter. Sci. — 1997. — Vol. 70, №1. — p. 125 — 169.

232. Schlegel, A. Optical properties of magnetite (Fe3O4) / A. Schlegel, S. F. Alvarado, P. Wachter // J. Phys. C. — 1997. — Vol. 12, №6. — p. 1157 — 1164.

233. Барфут, Ж. Полярные диэлектрики и их применения / Ж. Барфут, Дж. Тейлор. — Москва: «Мир», 1981. — 526 c.

234. Ландау, Л. Д. Электродинамика сплошных сред / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. — Москва: «Наука», 1982. — 623 c.

235. Radon, A. Electrical conduction mechanism and dielectric properties of spherical shaped Fe3O4 nanoparticles synthesized by co-precipitation method / A. Radon, D. Lukowiec, M. Kremzer, J. Mikuta, P. Wlodarczyk // Materials. — 2018. — Vol. 11, №5. — P. 735.

236. Sihvola, A. Electromagnetic mixing formulas and applications / A. Sihvola. — London: The Institution of Electrical Engineers, 1999. — 284 p.

237. Вонсовский, С. В. Магнетизм / С. В. Вонсовский. — Москва: «Наука», 1971.

— 1032 с.

238. Chikazumi, S. Physics of Magnetism / S. Chikazumi, S. H. Charap. —New York: Wiley, 1964. — 554 p.

239. van Berkum, S. Frequency-dependent magnetic susceptibility of magnetite and cobalt ferrite nanoparticles embedded in PAA hydrogel / S. van Berkum, J. T. Dee, A. P. Philipse, B. E. Erne // Int. J. Mol. Sci. — 2013. — Vol. 14, №5. — p. 10162 — 10177.

240. Fannin, P. C. Microwave dielectric properties of magnetite colloidal particles in magnetic fluids / P. C. Fannin, C. N. Marin, I. Malaescu, N. Stefu // J. Phys.: Condens. Matter. — 2007. — Vol. 19, №3. — p. 036104.

241. Hong, C.-Y. Ordered structures in Fe3O4 kerosene-based ferrofluids / C.-Y. Hong, I. J. Jang, H. E. Horng, C. J. Hsu, Y. D. Yao, H. C. Yang // J. Appl. Phys. — 1997.

— Vol. 81, №8. — p. 4275 — 4277.

242. Qi, H. A method to determine optical properties of kerosene using transmission spectrum / H. Qi, X. Zhang, M. Jiang, Q. Wang, D. Li // Optik. — 2016. — Vol. 127, №20. — P. 8899 — 8906.

243. Гибизова, В.В. Определение фундаментальных физических параметров белков сыворотки крови для развития методов диагностики злокачественных новообразований / В. В Гибизова, К. А. Аненкова, А. Д Масленникова, К. В

Федорова, И. А. Сергеева, Г. П. Петрова // Альманах клинической медицины.

— 2016. — Т. 44, № 2. — С. 158 - 164.

244. Капралова В.М., Назарова Е.А., Иванова Н.Е., Шадрин Е.Б. Конформационные изменения альбумина как диагностический параметр // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. — 2012. № 3

— С. 83 - 91.

245. Solli D.R., Chou J., Jalali B. Amplified wavelength-time transformation for realtime spectroscopy // J. Nature Photonics. — 2008. — Vol. 2. — P. 48—51.

246. Буянова, Е. С. Импедансная спектроскопия электрических материалов: учебное пособие / Е. С. Буянова, Ю. В. Емельянова. — Екатеринбург: УрГУ, 2008. — 70 с.

247. Macdonald, J. R. Impedance Spectroscopy Theory, Experiment, and Applications / J. R Macdonald. — USA: John Wiley & Sons, 2005. — 606 p.

248. Nacke, T. Contactless wide-band nearfield microwave sensing techniques in microfluidic applications / T. Nacke, A. Barthel, B. P. Cahill, R. Klukas, M. Meister, C. Pflieger, D. Beckmann // 14th International Meeting on Chemical Sensors IMCS 2012. — 2012. — P. 411-414.

249. Петрова Г. П. Образование дипольных комплексов в растворах белков с малой концентрацией ионов тяжелых металлов: диагностика методом лазерного светорассеяния / Г. П. Петрова, Ю. М. Петрусевич, Д. И. Тен // Квантовая электроника. — 2002. — Т. 32, №. 10. — С. 897-901.

250. Петрова, Г. П. Взаимодействие основных белков сыворотки крови (альбумина и у-глобулина) с ионами Na+ и К+ / Г. П. Петрова, Ю. М. Петрусевич // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия. — 2006. — №. 6. — С. 58 - 59.

251. Barbosa, L. R. S. The importance of protein-protein interactions on the pH-induced conformational changes of bovine serum albumin: a small-angle X-ray scattering study / L. R. S Barbosa, M. G. Ortore, F. Spinozzi, P. Mariani, S. Bernstorff, R. Itri // Biophysical journal. — 2010. — Vol. 98, № 1. — P. 147 - 157.

252. Fogh-Andersen, N. Ionic binding, net charge, and Donnan effect of human serum albumin as a function of pH / N. Fogh-Andersen, P. J. Bjerrum, O. Siggaard-Andersen // Clinical chemistry. — 1993. — Vol. 39, № 1. — P. 48 - 52.

253. El Kadi N. Unfolding and refolding of bovine serum albumin at acid pH: ultrasound and structural studies / N. El Kadi, N. Taulier, J. Y. Le Huerou, M. Gindre, W. Urbach, I. Nwigwe, P. C. Kahn, M. Waks // Biophysical journal. — 2006. — Vol. 91, № 9. — P. 3397 - 3404.

254. Chi, Z. Investigation on the conformational changes of bovine serum albumin in a wide pH range from 2 to 12 / Z. Chi, B. Hong, X. Ren, K. Cheng, Y. Lu, X. Liu //Spectroscopy Letters. — 2018. — Vol. 51, № 6. — P 279 - 286.

255. Urban C. Characterization of turbid colloidal suspensions using light scattering techniques combined with cross-correlation methods / C. Urban, P. Schurtenberger // Journal of colloid and interface science. — 1998. — Vol. 207, №. 1. — P. 150-158.

256. Ware, B. R. Electrophoretic light scattering / B. R. Ware // Advances in Colloid and Interface Science. — 1974. — Vol.4, №1. — P.1 - 44.

257. Halaka, F. G. Dielectrophoretic dynamic light-scattering (DDLS) spectroscopy / F. G. Halaka // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2003. — Vol. 100. №. 18. — P. 10164-10169.

258. Vezo, O. S. Electrophoretic light scattering / O. S. Vezo, K. G. Gareev, D. V. Korolev, I. A. Kuryshev, S. V. Lebedev, V. A. Moshnikov, E. S. Sergienko, P. V. Kharitonskii // Physics of the Solid State. — 2017. —№59. — P.1008 - 1013.

259. Anchutkin G. G. Separation of organic dye molecules through their selective photo-excitation / G. G. Anchutkin, S. A. Plyastsov, G. P. Miroshnichenko, I. K. Meshkovskiy // JOSA B. — 2020. — Vol. 37, №. 1. — P. 197-202.

260. Fish, K. N. Total internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy / K. N Fish //Current protocols in cytometry. — 2009. — Vol. 50, №. 1. — P. 12.18. 1-12.18. 13.

261. Knight, A. E. Single-molecule fluorescence imaging by total internal reflection fluorescence microscopy (IUPAC Technical Report) / A. E. Knight // Pure and Applied Chemistry. — 2014. — Vol. 86, №. 8. — P. 1303 - 1320.

262. Khan, A. Setting up of a total internal reflection fluorescent microscope (tirfm) system: a detailed overview / A. Khan, S. Akhlaq, M. Abid, R. Mukhtar, T. Butt, U. Qazi // CODEN JNSMAC. — 2011. — №. 51. — P. 31 - 45.

263. Joo, C. Prism-type total internal reflection microscopy for single-molecule FRET/ C. Joo, T. Ha // Cold Spring Harbor Protocols. — 2012. — №12. — P. 072041.

264. Mattheyses A. L. Imaging with total internal reflection fluorescence microscopy for the cell biologist / A. L. Mattheyses, S. M. Simon, J. Z. Rappoport // J. Cell. Sci.

— 2010. — Vol. 123, №21. — P. 3621 - 3628.

265. Prigogine, I. Order out of chaos: Man's new dialogue with nature / I. Prigogine, I. Stengers. — New York:Verso Books, 2018. — 384 p.

266. Rudenko A. P. Self-organization and synergetics // Proc. of the workshop: Synergetics. — 2000. — Vol. 3.

267. Shcherbakov, A. S. Self-organization of Matter in Inorganic Nature: Philosophical Aspects of Synergetics / A. S. Shcherbakov. — Moscow: MGU. — 1990. — 111 p.

268. Bellich, B. Isothermal dehydration of thin films / B. Bellich, E. Elisei, A. Cesaro //Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. — 2015. — Vol. 121, №2 3. — P. 963

- 973.

269. Guvendiren, M. Swelling-induced surface patterns in hydrogels with gradient crosslinking density / M. Guvendiren, S. Yang, J. A. Burdick //Advanced Functional Materials. — 2009. — Vol. 19, №19. — P. 3038 - 3045.

270. Heyd, R. Isothermal dehydration of thin films of water and sugar solutions / R. Heyd, A. Rampino, B. Bellich, E. Elisei // The Journal of chemical physics. — 2014.

— Vol. 140, №12. — P. 124701.

271. Rapis E. Self-organization and supramolecular chemistry of protein films from the nano-to the macroscale //Technical Physics. — 2004. — Vol. 49, №4. — P. 494

- 498.

272. Yakhno, T. A. Protein and salt: spatiotemporal dynamics of events in a drying drop / T. A. Yakhno, V. G. Yakhno, A. G Sanin., O. A. Sanina, A. S. Pelyushenko // Technical Physics. — 2004. — Vol. 49, № 8. — P. 1055 - 1063.

273. Yakhno, T. A. Sodium chloride crystallization from drying drops of albumin-salt solutions with different albumin concentrations / T. A. Yakhno // Technical Physics. — 2015. — Vol. 60, №11. — P. 1601 - 1608.

274. Denisevich, A. A. Computer simulation of self-organization processes. Structures in a one-dimensional chain of balls / A. A. Denisevich, A. V. Lyaptsev // Computer tools in education. — 2018, № 4. — P. 27-34.

275. Lyaptsev, A. V. Computer modeling of self-organization processes. Analogy with Benars cells / A. A. Denisevich, A. V. Lyaptsev // Computer Tools in Education. — 2017, № 1. — P. 38 - 44.

276. Zhu, J. L. Benard-Marangoni instability in sessile droplet evaporating at constant contact angle mode on heated substrate / J. L. Zhu, W. Y. Shi, L. Feng // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2019, № 134. — P. 784-795.

277. Li, P. Marangoni instability of self-rewetting films modulated by chemical reactions flowing down a vertical fibre / P. Li, Y. Chao // Chemical Engineering Science. — 2020, № 227. — P. 115936.

278. Shabalin, V. N. Diagnostic markers in the structures of human biological liquids / V. N. Shabalin, S. N. Shatokhina // Singapore medical journal. — 2007. — Vol. 48, №. 5. — P. 440.

279. Shabalin, V. N. Morphology of Biological Fluids / V. N. Shabalin, S. N. Shatokhina. —Moscow: Hrisostom, 2001. — 304 p.

280. Chashechkin, Y. D. The regular fine structure of flows in a drying drop of a suspension of quartz nanoparticles / Y. D. Chashechkin, R. N. Bardakov, V. V. Shabalin // Report Physics. — 2011. — Vol. 56, №1. — P. 62-64.

281. Shatokhina, S. N. Bio-liquid morphological analysis / S. N. Shatokhina, V. N. Shabalin, M. E. Buzoverya, V. T. Punin // The Scientific World Journal. — 2004. — Vol. 4. — P. 657 - 661.

282. Shatokhina S. N. Morphological structure of oral liquid-diagnostic possibilities / S. N. Shatokhina, S. N. Razumova, V. N. Shabalin // Stomatologiia. — 2006. — Vol. 85, №. 4. — P. 14 - 17.

283. Finkelstein, A. V. Proteins Physics / A. V. Finkelstein, O. B. Ptitsyn // Lection Course with Colored and Stereoscopic Illustrations and Tasks. — 2012. — P. 264 -266.

284. Julien R. Fractal aggregates // Advances in Physical Sciences. 1989.

285. Liu, T. Surface roughness induced cracks of the deposition film from drying colloidal suspension / T. Liu, H. Luo, J. Ma, W. Xie, Y. Wang, G. Jing // The European Physical Journal E. — 2016. —Vol. 39, №2. — P. 24.

286. Neda, Z. Spiral cracks in drying precipitates / Z. Neda, K. Leung, L. Jozsa, M. Ravasz // Physical review letters. — 2002. — Vol. 88, №9. — P. 095502.

287. Alexander, L. F., Application of electric fields for controlling crystallization / L. F. Alexander, N. Radacsi // CrystEngComm. — 2019. — Vol. 21, №. 34. — P. 50145031.

288. Walter, T. K. Use of Protein Thin Film Organized by External Electric Field as a Template for Protein Crystallization / T. K. Walter, C. F. D. G. Ferreira, J. Iulek, E. M. Benelli // ACS omega. — 2018. — Vol. 3, №. 8. — P. 8683-8690.

289. Ferreira, C. F. G. Formation of Organized Protein Thin Films with External Electric Field / C. F. G. Ferreira, P. C. Camargo, E. M. Benelli // The Journal of Physical Chemistry B. — 2015. — Vol. 119, №. 39. — P. 12561-12567.

290. Gao, M. N. Formation of wavy-ring crack in drying droplet of protein solutions / M. N. Gao, X. F. Huang, Y. P. Zhao // Science China Technological Sciences. — 2018. — № 61. — P. 949-958.

291. Финкельштейн А. В., Птицын О. Б. Физика белка: курс лекций / А. В. Финкельштейн, О. Б. Птицын — М.: Книжный дом университет, 2012. — С. 281.

292. Vasanthi, H. Dipole moment in TIM alpha/beta fold proteins / H. Vasanthi, S. Krishnaswamy // Indian J Biochem Biophys. — 2003. — Vol. 40, №3. — P. 194-202

293. Miller, C.A. Dipole-induced self-assembly of helical P-peptides / C.A Miller, J. P. Hernandez-Ortiz, N. L. Abbott, S. H. Gellman, J. J. Pablo // J. Chem. Phys. — 2008. —№129. — P. 015102.

294. Kelly, C. M. Conformational dynamics and aggregation behavior of piezoelectric diphenylalanine peptides in an external electric field / C. M. Kelly, T. Northey, K. Ryan // Biophysical Chemistry. — 2015. — №196. — P.16 - 24.

295. Ripoll, D. R. On the Orientation of the Backbone Dipoles in Native Folds / D. R. Ripoll, J. A. Vila, H. A. Scheraga // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2005. — № 102.

— P. 7559-7564.

296. Zezina, T. I. Subpicosecond dynamics of the molecular polyalanine dipole moment/ T. I. Zezina, O. Y. Tsybin // St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Physics and Mathematics. — 2017, №. 4. — P. 100.

297. Hanwell, M. D. Avogadro: an advanced semantic chemical editor, visualization, and analysis platform / M. D. Hanwell, D. E. Curtis, D. C. Lonie, T. Vandermeersch, E. Zurek, G. R. Hutchison // J. Cheminf. — 2012. — №4. — P. 17.

298. Humphrey, W. VMD: visual molecular dynamics / W. Humphrey, A. Dalke, K. Schulten // J. Mol. Graph. Model. — 1996. — Vol. 14, №1. — P. 33-38.

299. Mackerell, A. D. Extending the treatment of backbone energetics in protein force fields: Limitations of gas-phase quantum mechanics in reproducing protein conformational distributions in molecular dynamics simulations / A. D. Mackerell, M. Feig, C. L Brooks // J. Comput. Chem. — 2004. —№ 25. — P. 1400-1415.

300. Phillips, J.C. Scalable Molecular Dynamics with NAMD / J.C. Phillips, R. Braun, W. Wang, J. Gumbart, E. Tajkhorshid, E. Villa, C. Chipot, R. D. Skeel, L. Kale, K. Schulten //J. Comput. Chem. — 2005. — №26. — P. 1781-1802.

301. Phillips J. C. Scalable molecular dynamics on CPU and GPU architectures with NAMD / J. C. Phillips, D. J. Hardy, J. D. Maia, J. E. Stone, J. V. Ribeiro, R. C. Bernardi, E. Tajkhorshid, // The Journal of chemical physics — 2020. — Vol. 153.

— №. 4. — P. 044130.

302. Джексон, Дж. Классическая электродинамика / Дж. Джексон. — Москва: «Мир», 1965. —702 с.

Список работ автора: Монография

A.1. Величко Е.Н., Цыбин О.Ю. Гибридная биомолекулярная электроника Издательство СПбПУ, 2021. 224 с.

В журналах ВАК

A.2. Величко, Е.Н. Модификация лазерного корреляционного спектрометра для анализа биологических жидкостей / Е. Н. Величко, Э. К. Непомнящая, Е. Т. Аксенов // Ученые записки Казанского университета. Серия Физико-математические науки. — 2018. — Т. 160. №. 1 — С. 51—60. A.3. Непомнящая, Э. К. Решение обратной задачи лазерной корреляционной спектроскопии методом регуляризации / Э. К. Непомнящая, Е. Н. Величко, Е. Т. Аксенов // Университетский научный журнал. — 2015. — Т. 15. — С. 13-21. A.4. Непомнящая Э. К. Модификация метода лазерной корреляционной спектроскопии для анализа полидисперсных суспензий наночастиц / Э. К. Непомнящая, Е.Н. Величко // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. — 2019. — Т. 12. — №. 2. A.5. Величко, Е. Н. Об основных требованиях к элементам измерительной схемы лазерной корреляционной спектроскопии / О. И. Котов, Э. К. Непомнящая, А. Н. Петров, А. В. Соколов // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. — 2020. — Т. 23. — №. 1. A.6. Величко Е.Н. Лазерный корреляционный спектрометр для оценки размеров и динамики изменения размеров структур в биологических жидкостях / Е. Н. Величко, Э. К. Непомнящая, А. В. Соколов, Т. Ю. Кудряшова // Оптика и спектроскопия. — 2020. — № 7. — С. 950. A.7. Непомнящая, Э. К., Применение лазерной корреляционной спектроскопии для исследования параметров биологических суспензий / Э. К. Непомнящая, Е. Т. Аксенов, Е. Н. Величко, Т. А. Богомаз // Оптический журнал. — 2015. — Т. 82. — №. 3. — С. 43-48.

A.8. Величко, Е. Н. Дисперсионные силы между металлической и диэлектрической пластинами, разделенными магнитной жидкостью / Е. Н. Величко, Г. Л. Климчицкая, В. М. Мостепаненко // ЖТФ. — 2019. — Т. 89, № 9. — C. 1337-1343.

A.9. Непомнящая, Э. К. Исследование альбумина методами лазерной корреляционной и диэлектрической спектроскопий / Э. К. Непомнящая, А. В. Черемискина, Е. Н. Величко, Е. Т. Аксёнов, Т. А. Богомаз // Оптический журнал.

— 2016. — Т. 83. №. 5. — C. 50-54.

A.10. Савченко, Е.А. Определение параметров биологических макромолекул методом электрофоретического светорассеяния в режиме полного внутреннего отражения / Е.А. Савченко, Е.Н. Величко, Е.Т. Аксенов // Ученые записки Казанского университета. Серия Физико-математические науки. — 2018. — Т. 160. №. 1. — C. 108-115. A.11. Величко, Е.Н., Применение спекл-корреляционного анализа для определения скорости кровотока / Е.Н. Величко, Е.А. Савченко // Оптика и спектроскопия.

— 2020. — № 7. — С. 991.

A.12. Баранов, М.А. Структурные свойства дегидратированных пленок белковых растворов / М.А. Баранов, Е.Н. Величко, С.В. Розов // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. — 2019. — Т. 12. — №. 4. — С. 25-37.

A.13. Баранов, М.А. Структурированные биомолекулярные пленки для микроэлектроники / М.А. Баранов, О.Ю. Цыбин, Е.Н. Величко // Научно -технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. — 2021. — Т. 14. № 1. — С. 85-99.

В журналах Scopus/WOS

A.14. Velichko, E. N. Characterization of Magnetite—Silica Magnetic Fluids by Laser Scattering / E. N. Velichko, E. K. Nepomnyashchaya, K. G. Gareev, J. Martínez, M. C. Maicas // Applied Sciences. — 2021. — V. 11. — N. 1. — P. 183-1-14.

A.15. Velichko, E. Molecular Aggregation in Immune System Activation Studied by Dynamic Light Scattering / E. Velichko, S. Makarov, E. Nepomnyashchaya, Dong G. // Biology. — 2020. — V. 9. — N. 6. — P. 123-1-13. A.16.Nepomnyashchaya, E. K., Investigation of magneto-optical properties of ferrofluids by laser light scattering techniques / E. K. Nepomnyashchaya, A. V. Prokofiev, E. N. Velichko, I. V. Pleshakov, Yu. I. Kuzmin // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. — 2017. — V. 431. — P. 24-26. A.17.Klimchitskaya, G. L. Impact of magnetic particles on the Casimir pressure in three-layer systems / G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko, E. K. Nepomnyashchaya, E. N. Velichko // Phys. Rev. B. — 2019. — Vol. 99, №4. — p. 045433-1-9. A.18. Velichko, E. N. Casimir repulsion through a water-based ferrofluid / E. N. Velichko, G. L. Klimchitskaya, E. K. Nepomnyashchaya // Mod. Phys. Lett. A. — 2020. — V. 35, N 3. — P. 2040016-1-6. A.19. Velichko, E. N. Casimir Effect in Optoelectronic Devices Using Ferrofluids / E. N. Velichko, G. L. Klimchitskaya, E. K. Nepomnyashchaya // J. Electr. Sci. Tech. — 2020. — V. 18, N 1. — p. 100024-1-5. A.20.Klimchitskaya, G.L. Effect of agglomeration of magnetic nanoparticles on the Casimir pressure through a ferrofluid / G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko, E. N. Velichko // Phys. Rev. B. — 2019. — Vol. 100, № 3. — p. 035422-1-8. A.21. Savchenko, E.A. Molecular dynamics of rhodamine 6G solutions as revealed by the computer processing of fluorescence microscopy image / E. A. Savchenko, E. N. Velichko, A. A. Andryakov // Optical Memory and Neural Networks. — 2020. — V. 29. — N. 3. — P. 157-164. A.22.Baranov, M. A., Image Processing for Analysis of Bio-Liquid Films / M. A. Baranov, E. N. Velichko, A. A. Andryakov, // Optical Memory and Neural Networks. — 2020. — V. 29. — P. 1-6. A.23. Baranov, M. Determination of geometrical parameters in blood serum films using an image segmentation algorithm / M. Baranov, N. Velichko, F. Shariaty // Optical Memory and Neural Networks. — 2020. — V. 29. N. 4. — P. 330-335.

A.24.Baranov, M. Analysis of Fractal Structures in Dehydrated Films of Protein Solutions / M. Baranov, E. Velichko, K. Greshnevikov // Symmetry. — 2021. — V. 13. N. 1. — P. 123-2-11. A.25. Klimchitskaya, G. L. Effect of increased stability of peptide-based coatings in the Casimir regime via nanoparticle doping / G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko, E. N. Velichko // Phys. Rev. B. —2020. — V. 102, N16. — P. 161405(R)-1-6. A.26. Baranov, M. A. Fluctuation-induced free energy at thin peptide films / M. A. Baranov, G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko, E. N. Velichko // Phys. Rev. E.

— 2019. — V. 99, N2. — P. 022410-1-10.

A.27. Velichko, E. N. Change of sign in the Casimir interaction of peptide films deposited on a dielectric substrate / E. N. Velichko, M. A. Baranov, V. M. Mostepanenko // Modern Physics Letters A. — 2020. — V. 35. — N. 03. — P. 2040020-1-6. A.28. Mostepanenko, V. M. Role of Electromagnetic Fluctuations in Organic Electronics / V. M. Mostepanenko, E. N. Velichko, M. A. Baranov // J. Elect. Sci. Tech. — 2020.

— Vol. 18, №1. — p. 100023-1-6.

Материалы конференций

A.29. Velichko, E. Dynamics of Polypeptide Cluster Dipole Moment for Nano Communication Applications / Velichko, E., Zezina, T., Baranov, M., Nepomnyashchaya, E., Tsybin, O. // Lecture Notes in Computer Science, Springer, Cham. — 2018. — P. 675-682. A.30.Nepomnyashchaya, E. Inverse problem of laser correlation spectroscopy for analysis of polydisperse solutions of nanoparticles / E. Nepomnyashchaya, E. Velichko, E. Aksenov // Journal of Physics: Conference Series. — 2016. — V. 769. N. 1. — P. 012025-1-5. A.31. Nepomnyashchaya, E.K. Investigation of albumin-fullerenol interaction by laser correlation spectroscopy: the algorithm / E.K. Nepomnyashchaya, E.A. Savchenko, E.N. Velichko, E.T. Aksenov // Journal of Biomedical Photonics & Engineering. — 2016. — V. 2. N. 4. — P. 040309-1-6.

A.32. Nepomnyashchaya, E. Interaction of fullerenol with metals: the research by laser correlation spectroscopy / E. Nepomnyashchaya, E. Savchenko, E. Velichko, E. Aksenov // Saratov Fall Meeting 2016: Optical Technologies in Biophysics and Medicine XVIII. — 2017. — V. 10336. — P. 103360H-1-6. A.33.Klimchitskaya, G. L. Impact of Magnetic Particles on Dispersion Forces in Ferrofluid-Based Microdevices / G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko, E. K. Nepomnyashchaya, E. N. Velichko // Proceedings 2018 IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics; Edited by E. Velichko. — St. Petersburg: Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, 2018. — p. 156159.

A.34.Nepomnyashchaya, E. Diagnostic possibilities of dynamic light scattering technique / E. Nepomnyashchaya, E. Velichko, T. Bogomaz // Proceedings of SPIE. Nanoscale Imaging, Sensing, and Actuation for Biomedical Applications XVI. — 2019. — V. 10891. — P. 108910J-1-8. A.35. Velichko, E. Studies of biomolecular nanomaterials for application in electronics and communications / E. Velichko, M. Baranov, E. Nepomnyashchaya, A. Cheremiskina, E. Aksenov // Lecture Notes in Computer Science, Springer, Cham. — 2015. — P. 793-799. A.36. Zabalueva, Z. Estimation of Nanoparticles Sizes by Laser Correlation Spectroscopy Methods / Z. Zabalueva, E. Nepomnyashchaya, E. Velichko, G. Dong, T. Kudryashova // International Youth Conference on Electronics, Telecommunications and Information Technologies. — Springer, Cham, 2021. — P. 283-290.

A.37. Velichko, E. Nano communication device with embedded molecular films: effect of electromagnetic field and dipole moment dynamics / E. Velichko, T. Zezina, A. Cheremiskina, O. Tsybin // Lecture Notes in Computer Science, Springer, Cham. — 2015. — P. 765-771.

A.38.Baranov, M. Self-assembled Biomolecular Films as a New Material for Nano-Telecommunication Devices / M. Baranov, E. Velichko, O. Tsybin // Lecture Notes in Computer Science, Springer, Cham. — 2020. — P. 384-393.

A.39. Baranov, M. A. Contribution of Electromagnetic Fluctuations to the Free Energy of Protein Films / M. A. Baranov, G. L. Klimchitskaya, V. M. Mostepanenko, E. N. Velichko // Proceedings 2018 IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics. — 2018. — P. 240-243.

РИД

A.40. Обработка данных лазерной корреляционной спектроскопии: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016617178. 28.06.2016 / Непомнящая Э.К., Величко Е.Н.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО "СПбПУ" — 2016614750; заявл. 11.05.2016.

A.41.Расчет и усреднение автокорреляционных функций серии сигналов. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017662374. 03.07.2017 / Величко Е.Н. Лиокумович Л.Б., Непомнящая Э.К., Савченко Е.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО "СПбПУ".

A.42. Устройство для измерения распределения концентрации и размеров наночастиц в жидкостях: пат. №183438 Рос. Федерация: МПК G01N 15/02 / Аксенов Е.Т., Величко Е.Н., Непомнящая Э.К.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО "СПбПУ" — № 2018112326; заявл. 05.04.2018; опубл. 24.09.2018 Бюл. № 27

A.43. Программа для расчета давления Казимира в трехслойной системе с магнитным промежуточным слоем: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020662916 / Климчицкая Г. Л., Мостепаненко В. М., Баранов М. А., Величко Е. Н.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО "СПбПУ" — 2020662006; заявл. 13.10.2020.

A.44. Вычисление периодограммы для анализа спектров динамического рассеяния света: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020617608. 08.07.2020 / Савченко Е., Скворцов А.Н., Величко Е.Н.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО "СПбПУ" — 2020616523; заявл. 30.06.2020.

A.45. Устройство для определения электрофоретической подвижности частиц в коллоидно-дисперсных системах: пат. №204641 Рос. Федерация: МПК G01J

9/02 (2006.01) / Савченко Е., Величко Е.Н.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО "СПбПУ" — № 2018112326; заявл. 17.11.2020; опубл. 02.06.2021 Бюл. № 16.

А.46.Программа обработки изображений для определения геометрических параметров структур в дегидратированных пленках биологических жидкостей: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020617699 / Баранов М.А., Величко Е.Н.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО "СПбПУ" — 2020616720; заявл. 30.06.2020.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого» (ФГАОУ ВО «СПбПУ»)

ИНН 7804040077, ОГРН 1027802505279, ОКПО 02068574

Политехническая ул., 29, Санкт-Петербург, 195251 тел.: [phone],факс:[phone] [e-mail]

А]

18» мая 2021г.

образовательной деятельности

Е. М. Разинкина

внедрения в учебный процесс Института физики, нанотехнологий и телекоммуникаций диссертационной работы Величко E.H. «Эффекты кластеризации в магнитных и биомолекулярных наноструктурах»,

представленной на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальностям 01.04.21 - «Лазерная физика» и 01.04.04 - «Физическая электроника»

Результаты диссертационного исследования Е. Н. Величко внедрены в учебный процесс в рамках подготовки студентов по направлениям 11.04.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» и 16.04.01 «Техническая физика» при чтении лекционных курсов и проведении практических занятий по дисциплинам:

- «Биомолекулярная электроника» - в разделах, описывающих принципы работы элементов биомолекулярной электроники, прототипы гибридных устройств и концепции развития гибридной биомолекулярной электроники;

- «Экспериментальные методы исследования» - в разделах, посвященных методам лазерной и диэлектрической спектроскопий;

- «Современные лазерные технологии» - в разделах, представляющих методы лазерной корреляционной спектроскопии и комплекса методик для анализа объектов в жидких средах.

Кроме того, результаты исследований используются при проведении научной работы с аспирантами по специальности 01.04.21 «Лазерная физика» и магистрантами, обучающимися по программе 11.04.02 07 «Лазерные оптоволоконные системы».

Результаты диссертационной работы вошли в следующие учебные

- Величко E.H., Цыбин О.Ю. Биомолекулярная электроника. Введение. Учеб. пособие. — СПб: изд-во Политехнического ун-та, 2011. 256 с.

- Величко Е. Н., Непомнящая Э.К., Савченко Е.А. Метод динамического рассеяния света: физические основы и области применения. Учебное пособие. — СПб: изд-во Политехнического ун-та, 2019. 116 с.

- Величко Е. Н., Розов C.B., Основы функциональной электроники: учеб. Пособие — СПб: изд-во Политехнического ун-та, 2020. 112 с.

Результаты диссертационной работы E.H. Величко (в части новых методов лазерной корреляционной спектроскопии и электрофоретического светорассеяния) были представлены при чтении лекций на английском языке в рамках летних школ «PolyPhotonics» и при проведении занятий в качестве приглашенного лектора в Мадридском политехническом университете, Испания.

пособия:

И.о. директора ИФНиТ, д.т.н, профессор