Настоящий проект направлен на фундаментальное исследование эффекта фотоиндуцированного изменения гидрофильности поверхности полупроводниковых материалов и на формирование принципов создания поверхностей с желаемыми гидрофильными свойствами. Настоящее состояние дел в этой области исследований при высокой практической востребованности самоочищающихся нанопокрытий на основе фотоактивных материалов характеризуется отсутствием общепризнанного подхода к пониманию причин и механизмов рассматриваемого процесса, что делает цели и задачи предлагаемого проекта чрезвычайно актуальными и значимыми. Научная ценность ожидаемых результатов заключается, в первую очередь, в том, что с помощью разнообразных подходов и методов (тензиометрические измерения, ИК-спектроскопия, метод зонда Кельвина, метод адсорбции кислотно-основных индикаторов и другие) будет получен большой объем экспериментального материала, позволяющий выяснить, какой тип фотоносителей или изменение их концентрационного соотношения ответственен за фотоиндуцированный гидрофильный переход поверхности оксидов титана, цинка и циркония и двойных гетероструктур на их основе. Выбор пар полупроводниковых материалов для формирования гетероструктур обусловлен их электронной структурой и различием в фотоиндуцированном гидрофильном поведении. Одновременно предлагается развить подход управления гидрофильными свойствами гладких покрытий за счет создания гетероструктур, при фотовозбуждении которых можно достичь разделения заряда на гетеро-переходах. Несмотря на то, что такой подход опробован и успешно используется при решении задач, связанных с созданием селективных и эффективных фотокатализаторов, он является новым при решении фундаментальной проблемы фотоиндуцированной гидрофильности. Результаты, полученные при комплексном исследовании фотокаталитических, гидрофильных и антибактериальных свойств покрытий на основе оксидов титана, цинка, будут иметь также практическую значимость, так как на эффектах супергидрофильности и супергидрофобности основано действие самоочищающихся покрытий и работа систем для разделения гетеро-растворов типа «вода–масло», такое переключение смачиваемости может быть достигнуто за счет различной чувствительности компонент гетеро-системы к спектральному составу действующего света.

Целью проекта является установление особенностей механизма фотоиндуцированной гидрофильности поверхности оксидов титана, цинка и циркония и композитных материалов с их участием, а также выявление возможных способов контролируемого и обратимого изменения (управления) гидрофильными свойствами поверхности созданных фотоактивных материалов и нанопокрытий на их основе в реальных условиях. Определение корреляции между фотокаталитическими, антибактериальными и гидрофильными свойствами покрытий на основе оксидов титана и цинка, определяющих способность к их самоочищению, также входит в рассмотрение данного проекта.
Для достижения поставленных в проекте целей необходимо решить следующие задачи:
1.Определение структурных изменений в гидратно-гидроксильном слое, адсорбированном на поверхности фотоактивных материалов на основе оксидов титана, цинка и циркония, при воздействии света различного спектрального состава, в том числе соответствующих переходу поверхности в фотоиндуцированное супергидрофильное состояние.
2.Установить, какой тип фотоносителей (электрон, дырка) или изменение их соотношения играет определяющую роль в фотостимулированном гидрофильном переходе для поверхностей оксидов титана и цинка, в том числе при исследовании гетероструктурных нанопокрытий на их основе.
3.Установление взаимосвязи фотокаталитических, антибактериальных и гидрофильных свойств созданных на основе оксидов титана и цинка покрытий, в том числе гетероструктурных, для оценивания их самоочищающейся способности.