Название Самоорганизующиеся гибридные полисахарид-неорганические наноструктуры как основа для "умных" материалов: от фундаментальных исследований до практических применений
Руководитель
Кривошапкина Елена Федоровна
Грант Российский фонд фундаментальных исследований
Результаты:
Проект направлен на исследование механизмов формирования гибридных систем на основе неорганических наночастиц и нанокристаллической целлюлозы или нанокристаллического хитина с целью управления протекающими процессами для получения материалов, реагирующих на внешние воздействия. В первый год выполнения проекта проведен синтез наночастиц полисахаридов и их модификация, отработаны синтезы наночастиц меди, золота, а также магнетита с положительно или отрицательно заряженной поверхностью. Полученные системы охарактеризованы комплексом физико-химических методов. Проведено формирование гибридных систем на основе неорганических и полисахаридных наночастиц при различных соотношениях компонентов и в гидротермальных условиях, изучены их коллоидно-химические характеристики, агрегативная устойчивость. Использование подходов по крио- и аэрогельной обработке материалов позволяет сохранять развитую удельную поверхность. Показано, что полученные материалы на основе наночастиц магнетита и наноцеллюлозы перспективны в области создания диагностических тест-систем определения уровня глюкозы в биологических жидкостях. Материалы на основе наночастиц полисахаридов и наночастиц золота перспективны в области очистки сточных вод от органических загрязнителей, а также являются хорошими кандидатами для получения детекторов изменения влажности в режиме реального времени. Материал реагирует на изменения влажности быстро и автономно с релаксацией системы в течение 2х минут после понижения влажности без принудительной сушки системы.
Проведены работы по изучению взаимодействия наноцеллюлозы и нанохитина с наночастицами оксидов титана, гафния и циркония. Полученные композиции исследованы комплексом физико-химических методов. Изучены закономерности при взаимодействии и распределении оксидных наносистем на полимерных частицах, установлен тип образующихся связей между компонентами. Проведен теоретический расчет энергий взаимодействия и исследование процесса коагуляции смесей, содержащих частицы различной природы, . Получены новые материалы в виде пленок и монолитов. Применены подходы по крио- и аэрогельной обработке материалов. Изучены оптические свойства при воздействии УФ и ИК излучения (TiO2, ап-конверсионные частицы с редкоземельными элементами).
В результате выполнения работ опубликовано две статьи в зарубежных журналах, результаты работ представлены на Международных и Всероссийских научных конференциях в виде устных и стендовых докладов, подготовлены к публикации еще, как минимум, две статьи.