BFU придумал, как производить гели в виде микроскопических плоских фигур

Zen
МОСКВА, 4 декабря. Ученые из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта разработали новый метод получения полимера (полиакриламида), который важен для научных исследований, техники и медицины. Предложенный подход позволяет получать гели сложной формы и малых размеров (сотни микрометров). Результаты представлены в Mendeleev Communications.
Полиакриламид (ПАА) — полимер, имеющий гелеобразную консистенцию при комнатной температуре. Он применяется в различных областях, например, в медицине — для лечения артрозов и артритов, в нефтяной промышленности — для ремонтных работ в скважинах, в быту — для очистки технической и питьевой воды.
Особенностью этого материала является возможность его получения непосредственно перед использованием, пояснили специалисты Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (БФУ им. И. Канта).

Для синтеза ПАА необходимы строительные блоки — молекулы акриламида, фотоинициатор реакции и воздействие света. Энергия последнего разрывает нестабильные связи в молекуле инициатора и образует активные частицы, которые «атакуют» молекулы акриламида. Те, в свою очередь, начинают атаковать друг друга, в результате чего между ними образуются связи, неразрушаемые светом, добавили ученые.

Существующие фотоинициаторы «гасятся» воздухом: часть активных радикалов тратится на реакцию с кислородом, в результате чего «гелеобразование» полимера происходит дольше.
Необходимость получения изделий из ПАА со сложной геометрией или малыми габаритами требует либо создания соответствующей формы, либо фотошаблона (непрозрачной пластины с прозрачными участками, пропускающими свет в виде определенного изображения), что может быть затруднительно как с технологической, так и с финансовой точки зрения, подчеркивают эксперты.

Группа специалистов Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта разработала нечувствительную к кислороду систему фотоинициаторов для синтеза полиакриламидных гелей методом фотолитографии, не требующую изготовления трафарета. K При этом реакция запускается не ультрафиолетовым облучением, как в аналогах, а воздействием видимого света.

«Наша система состоит из хлорида бис(2,2'-бипиридин)(1,10-фенантролин) рутения(II), бромата натрия, малоновой кислоты. Она используется для синтеза сшитых полиакриламидных гелей методом фотополимеризации. С ее помощью можно создавать двумерные гелевые фигуры и их композиции методом цифровой фотолитографии. Мы рисуем двумерное изображение на компьютере, проецируем его на акриламид с инициатором и получаем изделие нужной формы», — рассказал один из авторов работы, старший научный сотрудник Центра прикладной нелинейной динамики БФУ им. И. Канта. I. Канта Илья Малфанов.

По результатам исследований коллективом Балтийского федерального университета им. И. Канта получен патент. В дальнейшем авторы работы планируют использовать свое изобретение для создания химических вычислительных устройств, в которых обработка сигналов осуществляется посредством взаимодействия химических волн.