Научная группа Научно-технологического университета «Сириус» (Краснодарский край) направления «Биоматериалы» провела уникальное исследование, в результате которого разработала систему создания клейких материалов, чувствительных к давлению и с контролируемой величиной адгезии, сообщается в пресс-релизе НТУ «Сириус».

Основная проблема использующихся в настоящее время адгезивов — в них присутствуют добавки в значительной концентрации. Именно добавки позволяют придать полимерному слою необходимые свойства клейкости. Однако наличие добавок усложняет фазовое поведение системы и ставит под вопрос долговременную стабильность свойств изделия. Кроме того, для биомедицинских применений нежелательно применение выщелачивающихся добавок.

Ученые «Сириуса» предложили совершенно новый подход к дизайну таких материалов, благодаря которому удалось получить клейкие системы, не содержащие вообще никаких добавок, а тонкая настройка свойств клейкости производится только за счет выбора химической структуры полимера, имеющего сложное разветвленное строение.

«Разработанные нами системы позволяют варьировать свойства клейкости в очень широком диапазоне: величину работы адгезии можно контролируемо изменять в 10 тыс. раз! Кроме того, данные полимеры можно формовать при повышенной температуре, чтобы делать на их основе изделия заданной геометрии. Структура разработанных систем позволяет снизить вязкость расплава для возможности 3D-печати конечных изделий», — поясняет Дмитрий Иванов, профессор, руководитель направления «Биоматериалы» в Научном центре генетики и наук о жизни Университета «Сириус».

По словам ученых, речь идет о принципиально новом подходе, в котором предложены так называемые щеточные архитектуры сополимеров, когда на основную полимерную цепь привиты боковые цепочки, позволяющие целенаправленно управлять механическими свойствами материала, такими как модуль упругости и работа адгезии.

Благодаря использованию щеточных архитектур могут быть получены принципиально новые полимерные адгезивы с такими свойствами, как улучшенная устойчивость к растворителям и ультрафиолетовому излучению, которые ранее считались сложнодостижимыми для клеев.

Работа над созданием принципиально новых материалов с регулируемыми свойствами ведется в рамках гранта РНФ по развитию новых адаптивных биомиметических материалов для биомедицины. Над проектом работает большое число совершенно разных специалистов: полимерные химики, физики-экспериментаторы, физики-теоретики, инженеры и биологи.

Теперь ученым предстоит изучить фундаментальные корреляции химической структуры с физическими и биологическими свойствами каждой из систем, что необходимо для оценки перспектив биомедицинского применения полученных материалов. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Applied Materials & Interfaces.

Источник