Предложен материал, способный изменять свойства различных поверхностей — Naked Science
7 минут
Сколтех

Предложен материал, способный изменять свойства различных поверхностей

4.3

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.

Предложен материал, способный изменять свойства различных поверхностей / ©www.healthcareit.com.au

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.

Пленки из дендримеров на основе сульфонимидов / ©Julia Bondareva et al / Applied Surface Science / Пресс-служба Сколтеха

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.

Строение дендримера / ©22century.ru

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. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Позавчера, 21:59
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

Вчера, 19:42
51 минута
Александр Березин

9 апреля 1940 года Германия внезапно напала на Данию и Норвегию — выполнив тем самым планы британского командования, пытавшегося спровоцировать Берлин на такое нападение. Но дальше все пошло не по плану: Германия победила, союзники проиграли. Тем не менее в этой битве выиграли не только немцы. Парадоксальным образом она помешала и англо-французским планам нападения на СССР в 1940 году, что радикально изменило ход и исход всей мировой войны. Попробуем разобраться в деталях.

Вчера, 10:58
3 минуты
Сергей Васильев

Если хозяин уделяет внимание потенциальному «конкуренту», собаки могут демонстрировать настоящее ревнивое поведение.

Позавчера, 21:59
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

4 апреля
23 минуты
Александр Березин

Немецкие ученые проанализировали склонность жителей восьми стран носить маски и соблюдать антиковидные меры. Самыми «несклонными» оказались граждане США, Швеции, Польши и России, а самыми склонными — немцы, англичане, французы и испанцы. Исследователи пришли к выводу: чем ниже склонность, тем выше смертность. В нашей стране реальная смертность от Covid-19 в несколько раз выше, чем официальная от оперштаба, то есть на деле эффект от пренебрежения масками и дистанцированием, вероятно, весомее. Разбираемся в деталях и в том, как это связано с провалом вакцинации от коронавируса в России.

3 апреля
7 минут
Мария Азарова

Развитие лишних половых членов встречается у одного из пяти-шести миллионов новорожденных. На долю медиков из Курдистана выпал вовсе уникальный случай — трехмесячный мальчик появился на свет с трифаллией.

11 марта
7 минут
Василий Парфенов

Абсолютно фантастический варп-двигатель, с теоретической точки зрения, интересен тем, что принцип его работы сам по себе не нарушает никаких законов физики. Вот только для работы такого устройства потребуются несуществующие материалы с невозможными свойствами — например, отрицательной плотностью энергии. Однако немецкий физик внимательно изучил более ранние научные работы по теме и нашел хитрую лазейку, которая позволяет хотя бы теоретически описать подобный способ передвижения без использования экзотических и аномальных материй.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: