15.05.2020
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, 11:56
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

Позавчера, 16:31
Мария Осетрова

Ученые из MIT выяснили, что наш мозг не оптимизирован для того, чтобы искать самый короткий маршрут. Вместо этого он выбирает путь, который точнее всего указывает на конечное направление.

Сегодня, 04:30
Мария Азарова

Власти некоторых западных стран подтвердили случаи заражения новым вариантом дельта-штамма SARS-CoV-2 — AY.4.2. В России такие пациенты тоже есть, заявили в Роспотребнадзоре.

18 октября
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

15 октября
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

Позавчера, 11:56
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: