Все новости

Петербургские ученые создали технологию полимера — «швейцарского сыра»

Химики Санкт-Петербургского государственного университета и Института органической химии РАН разработали полимер, который под микроскопом напоминает сыр благодаря многочисленным нанодыркам.

Одно из приоритетных направлений материаловедения — создание материалов с программируемыми свойствами, которые можно задать еще на этапе производства. Изделия можно запрограммировать особым образом реагировать на температуру, свет, химические вещества и другие внешние факторы.

Российские ученые предложили новый метод получения подобных материалов, а именно полимеров. Исходным сырьем для них послужил карбид кальция и углеводы. Карбид кальция — дешевый продукт, который получают в большом количестве для производства ацетилена и промышленного применения. Углеводы полностью возобновляемы, а также широко распространены в природе, например, в виде глюкозы и фруктозы.

Ученые использовали технологию винилирования (введения группы СН=СН2) углеводов карбидом кальция, в результате чего получились моно-, ди- и тетравиниловые эфиры и высоким выходом (81−92%) — вещества класса эфиров (обычно это жидкости). Их, в свою очередь, использовали как мономеры, то есть составные части для конструирования полимера в реакциях свободнорадикальной и катионной полимеризации.

Полученный учеными полимер имеет уникальную структуру, похожую на швейцарский сыр: под электронным микроскопом видно, что тысячи отдельных его пор образуют иерархию. Микроскопические «нанодырки» равномерно распределены по всему объему полимера, а в его глубине имеются полые сферы с очень тонкими перегородками, между которыми нет соединяющих каналов. Это ученым удалось выяснить, срезав тончайшие слои материала (толщиной всего несколько атомов) направленными ионами, сообщается в пресс-релизе Санкт-Петербургского государственного университета.

«Оказалось, что полимер хорошо растворяется в одних растворителях и совершенно нерастворим в других, — рассказал руководитель лаборатории кластерного катализа СПбГУ, член-корреспондент РАН Валентин Анаников, которого цитирует пресс-служба. — Получается, что можно поместить в поры требуемое вещество, которое выйдет из полимера только при определенных условиях. Пока они не наступят, вещество будет законсервировано в порах. Такие материалы сегодня очень востребованы и находят применение, например, в точечной доставке лекарств к определенным тканям и органам».

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале ChemSusChem.

 Евгения Щербина