16
Календарь конференций
  • 29 ноября – 3 декабря

    XII Международная научная конференция «Интеллектуальные системы и компьютерные науки»

  • 3 декабря

    III Межвузовская студенческая конференция «Региональные варианты массовой культуры»

  • 29 ноября – 3 декабря

    XII Международная научная конференция «Интеллектуальные системы и компьютерные науки»

  • 6 – 10 декабря

    Конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Философия в XXI веке: новые стратегии философского поиска», организуемая Советом молодых ученых философского факультета МГУ имени М.В. Ломоносова

  • 10 декабря

    Международная студенческая конференция «История России и Германии: актуальные темы и обмен опытом между молодыми учёными» | Studentische Kolloquium «Deutsche und russische Geschichte: Aktuelle Themen und Erfahrungsaustausch zwischen jungen Historiker(inne

  • 15 декабря

    Четвертая международная научно-практическая конференция студентов и аспирантов «СМИ и журналистика: слово молодым»

  • 15 декабря – 15 апреля

    Универсиада «Ломоносов» по направлению подготовки «Химия, физика и механика материалов» Факультета наук о материалах МГУ

  • 4 – 5 февраля

    Всероссийская научная конференция «Философия перед лицом новых цивилизационных вызовов», приуроченная к 80-летнему юбилею воссоздания философского факультета в структуре Московского университета.

  • 15 октября – 9 февраля

    Международный конкурс на лучшую научную работу «Аrs Sacra Audit»

  • 2 апреля

    Ежегодный Фестиваль школьных средств массовой информации на факультете журналистики МГУ

  • 15 декабря – 15 апреля

    Универсиада «Ломоносов» по направлению подготовки «Химия, физика и механика материалов» Факультета наук о материалах МГУ

Все конференции
«Университет без границ»
Филиал МГУ в г. Сарове

ЗАПИСАТЬСЯ НА ВАКЦИНАЦИЮ
Программы поддержки талантливой молодежи
Конкурсы на замещение должностей научных и педагогических работников
Программы дополни-
тельного образования
Единая поисковая система по зарубежным базам данных
15/07/21

Свойства микрогелей можно контролировать, изменяя температуру и кислотность среды

Схема синтеза полимерного материала на основе микрогеля. Источник: Nasimova I. et al. / Polymers, 2021.
Схема синтеза полимерного материала на основе микрогеля. Источник: Nasimova I. et al. / Polymers, 2021.

Ученые МГУ выяснили, что, изменяя температуру и кислотность среды, можно управлять механическими свойствами синтетических материалов на основе микрогелей. Это позволит создавать системы с заданными свойствами, которые могут быть эффективны как в качестве антибактериальных покрытий, так и в качестве поверхностей для регенерации тканей. Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.

Полимерные «умные» гели обладают высокой чувствительностью и могут менять объем и плотность в ответ на изменение условий окружающей среды, что делает их крайне перспективными для медицины. Например, их можно использовать в адресной доставке лекарств и создании матриксов для выращивания искусственных тканей. При этом наиболее быстро реагируют на внешние воздействия частицы гелей микронного размера (равного величине бактерий, а в некоторых случаях даже вирусов) – так называемые микрогели. И если на их основе создать каркас для материала, то он, по всей видимости, также сможет быстро изменять свои свойства.

Структура и физические характеристики микрогелей во многом зависят от того, из какого полимера они состоят. Используя для синтеза микрочастиц N-изопропилакриламид и полиакриловую кислоту, можно получить микрогели, чувствительные к температуре и уровню кислотности среды (рН).

Исследователи из МГУ решили изучить, как влияют условия, в которых создаются микрогели, на строение и способность к набуханию материалов, получаемых на их основе. Ученые изменяли температуру и кислотность среды концентрированных растворов микрогелей, сушили их и подвергали отжигу при высокой температуре. В результате удалось получить материалы, отличающиеся между собой по физическим свойствам. Чтобы сравнить их, физики проанализировали способность образцов к набуханию. Оказалось, что пленки чувствительны и к температуре, и к кислотности среды. При этом изопропилакриламид обеспечивает восприимчивость к температуре, а полиакриловая кислота – к изменению уровня рН.

Эксперименты показали, что при всех комбинациях температур и кислотности образуются стабильные пленки, но их внешний вид, способность к набуханию и микроструктура различаются. При высокой температуре и рН формирующиеся материалы непрозрачные и более жесткие, также они на порядок хуже набухают в жидкости. Предложенная комбинация параметров позволяет получать образцы с более высокой прочностью, что подойдет для антибактериальных покрытий, препятствующих прохождению патогенов и агрессивных химических веществ. Если синтезировать микрогели при комнатной или повышенной температуре, но с нейтральной рН, они имеют губчатое строение и хорошо впитывают воду. Такая форма наиболее удобна для выращивания и регенерации тканей, поскольку обеспечивает хорошее распределение жидкости и питательных веществ в культурах клеток, которые активно проникают в толщу материла.

Причиной существенных различий физических свойств пленок из микрогелей оказалось то, что в разных условиях синтеза образуется разное количество межмолекулярных сшивок. Так, в гелях, синтезированных при высокой кислотности и температуре, звенья, по которым осуществляется сшивание, образуют большее количество связей, что обеспечивает более плотную и прочную структуру.

«Это в перспективе дает нам возможность получать полимерные материалы с контролируемой плотностью, внутренней структурой и реакцией на внешние условия окружающей среды, что открывает новые горизонты для широкого применения в медицине, микробиологии и цитологии», – рассказала Ирина Насимова, автор статьи, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник физического факультета МГУ, исполнитель проекта по гранту РНФ.