Предложен материал, способный изменять свойства различных поверхностей
Исследователи из лаборатории Центра проектирования, производственных технологий и материалов Сколтеха (CDMM) предложили использовать дендримерные структуры на основе сульфонимидов для создания тонких пленок толщиной в одну молекулу. Ученым удалось создать защитную водоотталкивающую пленку. При этом предложенное вещество можно модифицировать разными способами, придавая поверхности и другие желаемые свойства.
Результаты работы опубликованы в журнале Applied Surface Science. В условиях стремительного развития новых материалов растет потребность в защите и модификации их поверхности. Ученые находятся в непрерывном поиске способа продлить срок службы материалов или придать им полезные свойства, не изменяя при этом их природные свойства. Обычно для таких целей используют полимерные материалы.
Применение полимеров, наряду с защитой от неблагоприятных для материала воздействий, может приводить к изменению их природных свойств, таких как прозрачность, проводимость, твердость. Поэтому перспективным направлением является возможность создания тонких мономолекулярных слоев, которые могут придавать полезные свойства поверхности, но при этом не вносят изменений в качество самого материала. Многообещающими материалами для создания таких монослоев можно назвать дендримеры.
«Дендримеры — это уникальные молекулы с высокоупорядоченной, гомогенной, монодисперсной структурой и древоподобным ветвлением высокой степени, имеющие размеры от 1 нм и строго фиксированную молекулярную массу», — рассказывает аспирантка Сколтеха Юлия Бондарева. Изначально в Сколтехе синтезом и изучением свойств дендримеров на основе сульфонимида занимался старший научный сотрудник Олег Лукин.
На основе его научных работ родилась идея применения таких дендримерных структур в качестве функциональных покрытий. Ранее научная группа CDMM под руководством Олега Лукина опубликовала в Synthetic Communications работу, посвященную синтезу сульфонимидных дендримеров, декорированных нафтильными группами.
Нафтильные группы, наряду с длинными алкильными цепями, придают гидрофобные свойства молекуле, поэтому теперь ученые решили создать пленки на основе полученных ими ранее структур, которые будут обладать водоотталкивающими свойствами. Существует много методик для создания и нанесения пленок на поверхность, но большинство из них не дают возможности контролировать их толщину.
Чтобы сформировать и нанести пленку на поверхность ученые Сколтеха применили хорошо известный метод Ленгмюра-Блоджетта, который позволяет получить сверхтонкие пленки с упорядоченной структурой. «Оказалось, что нафтильная группа в составе дендримера не только отвечает за гидрофобные свойства, но и позволяет создать дополнительную сшивку молекул дендримера в плотную и стабильную пленку», — поясняет Юлия Бондарева.
Интересно, что в ходе исследований была обнаружена зависимость смачиваемости поверхности от шероховатости пленки. Дальнейшее исследование этого явления позволит предсказывать смачиваемость дендримерной пленки в зависимости от пространственного расположения гидрофобных функциональных групп, что будет являться важным шагом на пути планирования и реализации синтеза подобных структур.
Водоотталкивающую поверхность ученые создали в качестве модели, демонстрирующей, что сульфонимидные дендримеры могут выступать строительными блоками для создания устойчивой пленки, придающей поверхности специальные полезные свойства. Разные функциональные группы будут придавать поверхностям разные свойства.
Функциональную группу можно подобрать с целью избирательного связывания с молекулой лекарственного препарата, и тогда наш дендример можно использовать для переноса лекарств. Функциональная группа, обладающая люминесцентными свойствами, позволяет использовать дендример в качестве сенсора. Можно найти и другие применения.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно