Чтобы создать копию чего-то, нужно понять, как работает оригинал. Сотрудники лаборатории растворной химии передовых материалов и технологий Университета ИТМО движутся к глобальной цели — создать искусственную клетку, которая симулирует поведение живой. Для этого разбирают живую клетку по частям и изучают проходящие в ней химические, биологические и другие реакции. Какие прикладные задачи при этом решаются и какие ведутся разработки, рассказывает Николай Рыжков, аспирант лаборатории.
Николай РЫЖКОВ, аспирант лаборатории SCAMT (растворной химии передовых материалов и технологий), Университет ИТМО:
— Наверное, будет нескромно сказать, что у нашей группы наиболее широкая область интересов из всех представленных здесь. Наша глобальная цель — это создание искусственной клетки.
Вернее, некоторого искусственного объекта, который симулировал бы поведение живой клетки. Для этого мы, можно сказать, «разобрали живую клетку по частям». И каждый сотрудник нашей лаборатории работает над отдельным направлением. Это периодические реакции — химические, биологические осцилляторы. Это ферментативные автокаталитические реакции. Это самоорганизующиеся системы. Придет время — мы соберем все это в единое целое и получим такой объект. Это если говорить о фундаментальных интересах.
Помимо того, мы решаем и множество прикладных задач. Это самые разнообразные сенсоры. Сейчас у нас ведется активно (и уже подходит к завершению) разработка гибкого носимого устройства — сенсора для ионных биологических жидкостей. Там получен просто какой-то рекордный диапазон адекватной работы этого устройства.
Еще одна из прикладных задач, над которой, например, мы работаем — это то, что в литературе называется Light pH Coupling. Это создание светочувствительных систем, которые бы под воздействием облучения меняли свои свойства, мобилизовались. Под действием света запускалась бы самосборка каких-то систем (или, наоборот, их разрушение). Это то, о чем частично будет повествовать моя диссертация.
Сейчас мы также совсем недавно получили уникальное оборудование для локального измерения ионных токов, для измерения концентрации ионов с очень высокой точностью (с очень высоким разрешением по поверхности). Множество проектов будет связано с этим. Тема моей диссертации звучит как «Светочувствительные процессы на границах раздела фаз». Мы собираем гетероструктуры сложного состава на основе светочувствительного диоксида титана и чувствительных к кислотности приэлектролитных слоев, липидных слоев, других молекул, чувствительных к кислотности. Под облучением диоксид титана генерирует протоны на поверхности, в результате чего можно менять свойства нанесенных на его поверхность молекул. Это могут быть как механические свойства, как оптические свойства… Это может быть самосборка молекул на поверхности диоксида титана или, наоборот, их разрушение, контролируемый релиз каких-нибудь медицинских препаратов, например.
Это очень интересно и очень важно, потому что использование света как стимула, как движущей силы химических превращений, изменения физико-химических свойств — это уникальный способ влиять на эти свойства дистанционно, не «загрязняя» систему. Очень большие есть возможности для вариативности. Можно облучать объект полностью. Можно облучать его по частям. Можно облучать его импульсным светом. Можно облучать его светом разной длины волны. И таким образом на одном и том же объекте мы можем менять его свойства в широком диапазоне, по-разному получать совершенно разный отклик от этого объекта. Такие материалы, которые мы разрабатываем, могут найти очень широкое применение. Это могут быть самоочищающиеся покрытия. Это могут быть покрытия, которые меняют свою смачиваемость, например, при обработке светом. Это могут быть покрытия, которые заставляют передвигаться живые клетки с места на место!
(по материалам Chrdk)