06.09.2021
ЮФУ
1 374

В ЮФУ создали полимер, изменяющий свои характеристики под воздействием света

4.4

Ученым из Южного федерального университета удалось создать особенный полимер, который изменяет свои характеристики при световом воздействии. Эта разработка будет перспективной во многих областях – от наносенсорики до биомедицины.

В ЮФУ создали полимер, изменяющий свои характеристики под воздействием света / ©Getty images

Металлорганические координационные полимеры (МОК) представляют собой нанопористые материалы нового поколения, позволяющие подбирать размер и функциональность их полостей под конкретные задачи. «За счет наличия экстремально высоких показателей пористости и активной поверхности (один грамм этого вещества имеет площадь больше целого футбольного поля), эти материалы находят свое применение в качестве сорбентов, для разделения газов и их безопасного хранения, а также перспективны для пролонгированной доставки лекарств, повышения чувствительности сенсоров и долговечности нанокатализаторов.

И это лишь несколько примеров областей, где такие «наногубки» признаны перспективной и многообещающей заменой традиционным материалам», – рассказал руководитель проекта и научный руководитель направления Южного федерального университета Александр Солдатов. Однако с ростом числа, качества исследований и разработок в области создания новых материалов повышаются и требования к их свойствам и функциональным характеристикам. В настоящее время особым спросом пользуются так называемые «интеллектуальные материалы» – те, что способны менять свои свойства, реагируя на внешние воздействия.

Одним из таких внешних воздействий может быть свет. Ученые Международного исследовательского института интеллектуальных материалов и Научно-исследовательского института физической и органической химии Южного федерального университета поставили перед собой амбициозную задачу – наделить металлорганические координационные полимеры фотопереключаемыми свойствами, то есть возможностью управления свойствами материала при помощи света.

Для этого в структуру МОК, представляющую собой пористую матрицу, были встроены спиропираны – специальные фотоактивные молекулы, которые под действием света обратимо изменяют свою структуру, что приводит к изменению цвета и объема пор, и, как следствие, оказывают воздействие на свойства и функциональные характеристики самого материала. В ходе проведения междисциплинарного исследования, поддержанного РФФИ, ученым университета удалось синтезировать гибридный фотоактивный материал, в котором молекула спиропирана была прочно зафиксирована в пористой матрице МОК.

«Было обнаружено, что полученные МОК под воздействием света определенной волны могут контролируемо и обратимо изменять структуру. В частности, облучение светом определенной волны увеличивает проводимость материала. Этот эффект может быть использован для создания нового поколения наноразмерных фотопереключателей и элементов памяти для нанофотоники», – отметил Александр Солдатов.

К настоящему моменту исследователями Южного федерального университета отработаны методики создания МОК на основе наночастиц палладия, способных присоединить молекулы спиропиранов. Суперкомпьютерное моделирование позволило глубже понять особенности электронного строения исследуемых уникальных материалов. Сейчас на основе разработанных неразрушающих методик диагностики материала с использованием спектроскопии XANES и установок мега-сайенс (синхротронных центров) ученые завершают детальное исследование всех уникальных характеристик полученных гибридных фотоактивных материалов.

«Созданный МОК с фотопереключаемыми свойствами может быть применен к широкому кругу разработок перспективных функциональных материалов – от наносенсорики, гетерогенных фотокаталитических реакций, включая получение водорода при расщеплении воды и преобразование CO2, применений в качестве элементов фотопереключателей и элементов памяти для нанофотоники и фотоактивных нанореакторов до биомедициских применений», – заключил руководитель проекта. Результаты исследований опубликованы в Inorganica Chimica Acta, Microporous and Mesoporous Materials, Journal of Molecular Modelingvolume.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Южный федеральный университет образован в рамках национального проекта "Образование" распоряжением Правительства Российской Федерации от 23 ноября 2006 года N1616-р (pdf) и приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 4 декабря 2006 года N1447 путем присоединения к Ростовскому государственному университету трех вузов: Таганрогского государственного радиотехнического университета, Ростовского государственного педагогического университета, Ростовской государственной академии архитектуры и искусств.
Предстоящие мероприятия
7 часов назад
Илья Ведмеденко

Научно-производственное объединение «Энергомаш» передало в прошлом году двигатель РД-171МВ ракетно-космическому центу «Прогресс»: там его ждут стендовые испытания в составе первой ступени ракеты-носителя «Союз-5».

Позавчера, 19:27
Михаил Орлов

В последнее время Азовское море страдает от нашествий медуз-корнеротов. Местные исследователи из Азово-Черноморского филиала ВНИРО подошли к проблеме изобретательно и предложили использовать корнеротов как ценный продукт питания.

Вчера, 13:25
Николай Цыгикало

Создание грандиозной группировки спутников Starlink продемонстрирует принципиально новые качества, которые начинают проявляться у экстремально больших спутниковых систем. Их баллистические возможности могут оказаться неожиданными и позволят использовать такую мегагрупприровку совсем не по основному назначению. Например, можно оперативно превратить часть мирных спутников в оружие и выполнить боевую задачу, а после вернуть спутники к их обычной работе. Naked Science задался вопросом, насколько это возможно.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

26 января
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
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: