Научные направления: физическая органическая химия, теоретическая химия.
Получил признание за систематические работы в области химии фуллеренов и полициклических углеводородов, а также развитие математического аппарата для описания структурной сложности молекулярных ансамблей. Д. Ш. Сабиров внес определяющий вклад в теорию поляризуемости соединений фуллеренов; известен как автор уравнения, связывающего среднюю поляризуемость аддуктов фуллеренов с числом аддендов в молекуле, формулы для вычисления диэлектрического экранирования гостя в комплексах «гость – хозяин» и уравнения для вычисления информационной энтропии молекулярного ансамбля. Результаты работ Д. Ш. Сабирова находят практическое применение в химическом материаловедении и астрохимии, в частности для дизайна in silico соединений фуллеренов, перспективных для использования в органических солнечных батареях, и поиска новых органических соединений в веществе межзвездной среды.
I. В химии фуллеренов:
(1) Создана теория поляризуемости фуллеренов, связывающая строение соединений с параметрами их поляризуемости (средней поляризуемостью, анизотропией поляризуемости, эффектами неаддитивности поляризуемости). Выведена обратная квадратичная зависимость между средней поляризуемостью экзоэдральных производных фуллеренов и числом аддендов в молекуле.
(2) Предложено выражение для оценки диэлектрического экранирования атомов и молекул гостей в комплексах «гость – хозяин», в которых в качестве гостя выступают фуллерены, их производные с открытым каркасом и другие соединения.
(3) Обнаружена корреляция между средней поляризуемостью мультиаддуктов фуллеренов и выходными параметрами органических солнечных батарей на их основе. Корреляция позволяет осуществлять дизайн новых соединений фуллеренов, использование которых позволяет повысить в КПД фотовольтаических устройств.
(4) С использованием спектральных, хемилюминесцентных и квантовохимических методов исследования изучены ключевые интермедиаты и механизм реакций фуллеренов с озоном, бифункциональными органическими субстратами (которые приводят к образованию пиперазиновых, 1,4-диоксановых, 1,4-оксатиановых производных фуллеренов С60 и С70), С–Н-кислотами, алкильными, алкоксильными, алкилпероксильными, фосфонильными радикалами, атомами водорода и фтора; реакций эндофуллеренов (заполнение фуллереновых клеток атомами благородного газа, сжатие эндофуллеренов);
(5) Разработаны теоретические подходы к оценке реакционной способности фуллеренов с использованием индексов гауссовой кривизны углеродной поверхности.
(6) Изучены теоретические аспекты функционирования наноустройств на основе экзоэдральных производных и эндоэдральных комплексов фуллеренов (молекулярных переключателей и кубитов). Данные использованы при создании и тестировании молекулярных переключателей на основе фуллереноспиропиранов.
II. В химии полициклических ароматических углеводородов и соединений межзвездной среды:
(1) Обнаружены корреляции между строением, средней поляризуемостью и устойчивостью полициклических ароматических углеводородов к лазерному облучению.
(2) Предсказано образование в межзвездном веществе гелиценов – полициклических ароматических углеводородов неплоского строения. Позже этот прогноз подтвердили исследования, которые показали преимущественное образование [4]гелицена и [5]гелицена в лабораторных экспериментах, моделирующих условия околозвездных конвертов красных звезд-гигантов.
(3) Введен в теоретическую астрохимию и обоснован принцип минимума поляризуемости, позволяющий осуществлять оценку относительного содержания изомерных органических соединений в веществе межзвездной среды (газопылевые облака, протопланетные туманности, околозвездные конверты и т.п.).
III. В структурной и математической химии:
(1) Выведено уравнение для вычисления информационной энтропии молекулярного ансамбля, которое включает вклады, связанные с информационной энтропией отдельных молекул и кооперативной энтропией, зависящей только от размера молекул ансамбля.
(2) Создан новый подход к оценке изменения структурной сложности в химических реакциях по данным об энтропии информационных ансамблей продуктов и исходных веществ. Преимуществами нового подхода являются возможность раздельной оценки изменений сложности, связанных со структурной реорганизацией молекул и изменениями их размера, и эффектность подхода применительно к цифровой классификации реакций органических соединений.
(3) Выведены аналитические зависимости для расчета информационной энтропии наноагрегатов регулярного строения – дендримеров и полимеров, нанокластеров фуллеренов и др.
Сабиров Д.Ш. – руководитель грантов РНФ (2022-2024 гг.), РФФИ (2016-2018 гг.), а также гранта Президента РФ (2021-2022 гг.).
Автор свыше 120 научных работ, в т.ч. 83 научных статей, обзоров и глав в книгах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus.
Имеет 4 зарегистрированные результаты интеллектуальной деятельности (программное обеспечение, направленное на использование цифровых и математических методов в химии).
Под руководством Сабирова Д.Ш. защищены 2 кандидатские диссертации. Является научным руководителем 2 аспирантов.