ISPM_science

90 лет со дня рождения академика Николая Альфредовича Платэ — выдающегося химика, педагога, наставника и управленца в научной сфере. 📚 Научный труд Николая Альфредовича во многом был прорывным — большая часть его исследований, посвященных химии и физики полимеров, заложили основу для целого ряда других открытий. В последние годы своей жизни он также придавал большое значение работам в области химической и биологической безопасности, разработке средств защиты. 👨‍🏫 Занятие фундаментальной наукой академик успешно совмещал с управленческими позициями в Российской академии наук и Институте нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН. Также в его жизни всегда было место для преподавания и наставничества. Его научная школа насчитывает сотни учеников и последователей, работающих сейчас в России, странах ближнего и дальнего зарубежья. Под его руководством подготовлено 17 докторов и 90 кандидатов наук. Подробнее о жизни академика — на карточках!

#article В сфере синтетических волокон полиамидная ткань стала материалом первостепенной важности, в частности, в индустрии моды, поскольку она обладает такими характеристиками как прочность, химическая стабильность и стойкость к истиранию. Тем не менее этот материал имеет серьезный недостаток, а именно жесткость с низким начальным модулем упругости. Поэтому современные научные исследования направлены на решение этой проблемы, а конкретнее на поиск возможностей модификации структуры волокна с сохранением имеющихся положительных свойств материала и устранением его недостатков. Так, распространенным приемом устранения известных недостатков полиамидной ткани является использование модификаторов ткани на основе смягчающих агентов, в основном силоксановых и полиуретановых. Первые придают шелковистость, а также улучшают гладкость и податливость ткани, однако делают ее менее долговечной в отношении стирки. Использование вторых обеспечивает комфортное растяжение тканей без повреждения первоначальной структуры. Несмотря на это, использование полиуретана иногда может отрицательно влиять на тактильные характеристики волокна. Все больше исследователей обращаются к синтетическим полимерам, которые объединяют полезные свойства обоих компонентов в одной молекуле. Однако вставка сегментов полиуретановой цепи в полисилоксановые цепи нарушает упорядоченное расположение метильных групп вдоль полисилоксановых сегментов, что приводит к уменьшению свободы вращения силоксановых цепей и снижению мягкости и гладкости материала. В поисках решения этой проблемы группой ученых из Китая была разработана схема для получения нового сополимера на основе полисилоксановых и полиуретановых блоков. Кроме того, полимерные блоки разной природы были объединены новым оригинальным связующим агентом на основе алкоксисиланов (KHS). KHS первоначально используется для блокирования изоцианатных групп полиуретанового преполимера, а затем вступает в реакцию с линейным гидроксисиликоновым олигомером для успешного синтеза модифицированной силиконом полиуретановой эмульсии (KHS-PU). Разработанная эмульсия на основе KHS-PU с небольшим размером частиц (142 нм) обладала хорошей дисперсионной и термической стабильностью. Результаты анализа ТГА показывают, что KHS-PU обладает хорошей термостойкостью с начальной температурой разложения 216 °C и может применяться для отделки полиамидных тканей в условиях высоких температур.Испытания СЭМ-ЭДС показали, что KHS-PU может образовывать гладкую пленку на поверхности полиамидных тканей, придавая им хорошие гидрофобные свойства, о чем свидетельствует угол смачивания 138,1°. Образование этой гладкой плёнки объясняется превосходными плёнкообразующими свойствами KHS-PU как полиуретана, а также связано со склонностью кремниевых элементов мигрировать и накапливаться на поверхности. 🔍Таким образом, проведенные исследования показали, что по сравнению с полиамидными тканями с отделкой индивидуальными полиуретановыми или полисилоксановыми модификаторами, новый сополимер, содержащий оба типа этих полимеров, демонстрируют более низкие коэффициенты трения поверхности, среднее значение сопротивления ткани изгибающим моментам, которое связано с жесткостью, ощущаемой при прикосновении, и среднее значение работы сжатия. Новый модификатор также эффективно повышает устойчивость ткани к сжатию - на 40 % и угол восстановления после смятия более чем на 25°. Кроме того, модификатор не только улучшает механические свойства полиамидных тканей, но и оказывает минимальное влияние на белизну и желтизну ткани, а также придаёт полиамидным тканям хорошую гладкость, упругость, устойчивость к смятию и стирке, и имеет большие перспективы применения в текстильной промышленности. Работа опубликована в журнале Progress in Organic Coatings

Фанера для полиэтилена. 🌳⚗️ Учёные Пермского Политеха (ПНИПУ) предложили новый способ изготовления фанеры, при котором в качестве клея будет выступать модифицированный полиэтилен. Такой метод позволит отказаться от клея на основе токсичных фенолформальдегидных смол, сделав производства фанеры более экологичным и безопасным. Одной из главных задач, которая стояла перед сотрудниками ПНИПУ, стала разработка соответствующего модификатора, который позволил бы полиэтилену создать достаточно прочную адгезионную связь с природными полимерами древесины — целлюлозой или лигнином. В качестве решения разработчики предложили использовать перекись с температурой разложения выше температуры плавления полимера:

Её наносят на поверхность полиэтиленовой плёнки и тем самым создают плёночный клей. Горячее прессование пакета из слоёв шпона и такого клея приводит поэтапно к плавлению полимера, прививке к нему природного и, при необходимости, к созданию определённой степени сшивки его макромолекул.

🔎 Прочность взаимодействия плёночного клея с древесиной шпона была проверена в соответствии с ГОСТ. Результаты показали, что разработанный продукт сохраняет прочностные свойства по склеиванию в соответствии с нормативно-технической документацией на подобную продукцию. На своё изобретение учёные уже получили патент.

#article Зачастую, когда мы слышим о гибкой электронике, представляется что-то далёкое и высокотехнологичное – гибкие роботы, искусственные мышцы, кожа, но уже сегодня мы с ней сталкиваемся каждый день в виде гибких дисплеев. Модуль гибкого дисплея состоит сразу из нескольких функциональных слоёв – матрицы, сенсорной панели, защитного покрытия и поляризационной плёнки, скрепляющихся прозрачными вязкоупругими плёнками (CVF), к которым предъявляются особые требования – высокая прозрачность, низкие модуль упругости и температура стеклования и, при этом, хорошие релаксация напряжения, адгезия и восстанавливаемость после циклов «нагрузка-разгрузка». Самым популярным материалом для получения таких плёнок на данный момент являются различные полиакрилаты, во многом из-за их исключительной прозрачности и лёгкости получения, однако основной проблемой данных устройств остаётся долговечность – многие используемые акрилаты не рекомендуется использовать при пониженных температурах, а при долгом воздействии повышенной температуры они желтеют, количество циклов складывания-раскладывания дисплея ограничено, а их замена в силу дороговизны материалов и сложности изготовления обходится очень дорого. Поэтому поиск хороших альтернатив им является важной задачей. В серии работ учёных из Южно-Китайского технологического университета был получен набор CVF-плёнок из смеси поли(мочевин-силоксанов) с MQ-смолами. Благодаря использованию силоксанов в качестве основы, удалось📝 получить плёнки с прозрачностью выше 94% (включая как сами сополимеры, так и готовые материалы с MQ-смолой), низким (13-127 кПа) модулем Юнга, имеющие высокое сопротивление ползучести (коэффициент восстановления более 85%) и устойчивые к различным формам деформации (включая 200000 циклов сложение-разложение), что вместе с лёгкостью контроля свойств материала путём варьирования доли жёстких сегментов, их вида, типа удлинителя, силоксанового или карбоцепного, и массы ПДМС, позволяет им не уступать по характеристикам акрилатным аналогам и стать перспективным материалом для производства гибких устройств. 📝 Полный текст статьи доступен по ссылке

Группа исследователей под руководством Роберта Луксенхофера, используя реагент Лоессона, смогла модифицировать PEtOx, успешно проведя его тионирование. Реакцию проводили в дихлорметане и среде аргона. Изменяя соотношение реагента Лоессона к полимеру и время проведения реакции (с 18 до 46 часов), исследователи контролировали степень тионирования. Последующий анализ свойств полученного соединения показал: ✅ Данный подход снизил температуру фазового перехода ("облачный переход" 😶‍🌫️) до 8 °C для образцов с малым уровнем тионирования (до 20%), делая раствор мутным за счет агрегации полимерных цепей. ✅ Благодаря тиоамидным звеньям увеличивается жесткость цепи, а вместе с этим повышается температура стеклования. Это может повысить стабильность материалов в условиях повышенных температур. Тем не менее, стоит отметить, что при степени тионирования 20% и выше тепловая стабильность начинает снижаться. ✅ Тиоамиды имеют более слабую способность к образованию водородных связей, что делает их менее гидрофильными и способствует фазовому разделению при меньших температурах. 🔍Обычно преодоленный в науке рубеж означает дальнейшие перспективы развития. Так и в этом случае — данную работу планируется распространить на другие полимеры семейства. Кто знает, какой будет эффект тионирования у других водорастворимых полимеров с разным типом поведения, таких как поли(N-винилкапролактам) или поли(N-изо-пропилакриламид). Считается, что данный подход добавляет большей синтетической универсальности семействам Полиоксазолинов и Полиоксазинов и делает возможным более тонкую настройку их физико-химических свойств. Поскольку полиоксазолины уже применяются в медицине (например, в гидрогелях, системах доставки лекарств и биосовместимых покрытиях), тионированные версии за счет расширения эксплуатационных температур до близких к комнатной могут найти применение в более сложных системах, таких как носители лекарств с заданными свойствами или материалы для терапии, реагирующие на температуру тела. Однако, пока это лишь прогнозы, сделанные на основе этого открытия 😏 Тем не менее, авторы работы выражают надежду, что такие материалы могут быть интересны для создания противомикробных препаратов, вероятно, основывая свои предположения на том факте, что атомы серы в тиоамидах обладают высокой реакционной способностью и могут связываться с мембранами клеток бактерий или с бактериальными белками, нарушая их функции. А в случае металло-аффинных полимеров, которые могут удерживать ионы серебра, меди или других металлов, добавляется еще один механизм антибактериального действия: эти металлы высвобождаются и разрушают бактериальные клетки. Что же, интересно пронаблюдать за дальнейшим развитием в этой области!

Обучение по программе повышения квалификации «Методы молекулярной спектроскопии для исследования и анализа материалов» в ИОНХ РАН🏛 В Институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН формируются группы на обучение по программе повышения квалификации «Методы молекулярной спектроскопии для исследования и анализа материалов». Курс «Методы молекулярной спектроскопии для исследования и анализа материалов» направлен на ознакомление с основами таких современных методов молекулярной спектроскопии как спектроскопия УФ-видимого диапазона (электронная) спектроскопия, ИК-спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния света (рамановская спектроскопия) и фотолюминесцентная спектроскопия видимого диапазона применительно к различным материалам. В рамках курса будут рассмотрены теоретические основы молекулярной спектроскопии, включая вопросы колебаний двух- и многоатомных молекул, правила отбора в колебательных спектрах, электронные состояния и химическая связь в двух и многоатомных молекулах, основы теории неупругого рассеяния в твердых телах и теории фотолюминесценции. Отдельное внимание будет уделено вопросам пробоподготовки для различных методов молекулярной спектроскопии. Курс будет полезен научным сотрудникам и начинающим операторам, позволит грамотно спланировать проведение экспериментов с использованием рассматриваемых методов, а также поможет в достоверной интерпретации полученных результатов. Практические занятия проводятся на ИК спектрометре с преобразованием Фурье Perkin Elmer Spectrum 65 (США); люминесцентном спектрометре Perkin Elmer LS-55 (США); на полностью автоматизированном 3D сканирующем лазерном конфокальном Рамановском микроскопе со спектрометром Confotec NR500; микроскопе-спектрофотометре МСФУ-К; спектрофотометре UV-Vis-NIR Cary 5000 Varian (AgilentTech). Лекции и практические занятия проводит заведующий Центром Цвета, главный научный сотрудник ИОНХ РАН, д.х.н. Сергей Александрович Козюхин Место проведения: ИОНХ РАН (Ленинский проспект, 31), каб. 725 Дата и время проведения: с 28 октября по 01 ноября 2024 г. (10:00-16:00) По окончании курса всем участникам с высшим образованием и специальным профессиональным образованием выдается удостоверение о повышении квалификации установленного образца. Стоимость участия в курсе - 36 000 рублей с человека. Количество мест в группе ограничено - не более 10 человек. Заявки на обучение в свободной форме можно направлять по e-mail: edu@igic.ras.ru #обучение

#article На протяжении последних десятилетий в научном сообществе не стихает интерес к замене человеческих органов на искусственные. В частности, большое внимание исследователей привлекают сердечные импланты. Однако замена сердца — жизненно важного органа — задача нетривиальная и сопряжена с множеством трудностей: риски развития тромбоза, кальцинация и механическая неустойчивость клапанов на основе синтетических материалов. Особенно важен последний аспект, так как материал должен быть биосовместимым и эластичным, но при этом достаточно прочным, чтобы выдерживать нагрузки, действующие на сердце и сердечные клапаны. Существует огромное количество работ, где ученые попытались получить клапаны на основе сополимеров, содержащих как фрагменты уретановой группы, так и мочевинные группы (ПУ). Эти материалы известны своими уникальными свойствами, благодаря балансу между жесткими сегментами мочевины и/или уретанов и мягкими сегментами, например, на основе полидиметилсилоксана или поликарбонатов. Почему данный фактор так важен и необходим? Из-за термодинамической несовместимости фрагментов, происходит микрофазное разделение, и жесткие группы, способные к образованию водородных связей, образуют твердые домены что приводит к улучшенной диссипации энергии при разрыве или растяжении, в то время как мягкие определяют биосовместимость и механические свойства в условиях покоя. В случае сердечных клапанов не получится обойтись простой структурой. ПУ на основе поликарбонатов имеют множество преимуществ, таких как биосовместимость, устойчивость к гидролизу и окислению, но они все еще склонны к кальцинации. А ПУ на основе ПДМС лишены данных недостатков, но обладают недостаточными механическим свойствами. Поэтому группой ученых из Китая во главе с Anqiang Zhang было продемонстрировано получение тройного сополимера на основе полидиметилсилоксана с концевыми аминопропильными группами, поликарбонат диола и изофорондиизоционата. Процесс вели двухстадийно, в присутствии катализатора. На первом этапе получали сополимер поликарбоната и изоционата, а на втором внедряли в структуру фрагменты полидиметилсилоксана. В ходе исследования авторы провели обширный анализ влияния содержания ПДМС на механические, структурные свойства, биосовместимость и биостабильность материалов. Результаты показали, что с увеличением доли полидиметилсилоксановых фрагментов в составе сополимера наблюдается повышение термической стабильности, температуры текучести, модуля Юнга и прочности на разрыв. Авторы связывают данные явления с уникальной структурой микрофазного разделения и различиями в силе водородных связей в уретановых и мочевинных звеньях. Также улучшались биосовместимость и биостабильность, особенно в аспектах антиадгезии тромбоцитов и устойчивости к кальцинации, но повышалась адсорбция белка на поверхности пленок, что связано с особенностью ПДМС к их неселективному поглощению. Таким образом, авторы показали, что, варьируя состав «мягкого» блока, можно получить материал, который перспективнен для использования в области имплантов, в частности по замене сердца. Работа опубликована в журнале European Polymer Journal

Новый метод поможет в доставке лекарств и развитии медицины Учёные из ИОХ РАН, ИПМех РАН, МФТИ, НИЦ «Курчатовский институт» разработали новый способ определения размеров и формы молекул полимеров в растворах, используя данные ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Этот метод поможет создавать системы доставки лекарств, которые могут точно доставлять препараты в нужные органы, не повреждая здоровые ткани. #Грани_РАН

«Какова химия — такова и жизнь» 🧪 Академик РАН Юлия Горбунова рассказала о том, как прошёл XXII Менделеевский съезд, а также о предложениях и планах, которые появились по итогам мероприятия.

Минобрнауки сообщило РИА Новости о создании производственной аспирантуры, вузы начнут партнерство с компаниями с 2025 года в пилотном режиме

Нобелевскую премию по литературе получит южнокорейская писательница Хан Ган. © Nobel Prize Outreach

Нобелевскую премию по химии получат Дэвид Бейкер, Джон Джампер и Демис Хассабис за исследования белковых структур. © Nobel Prize Outreach

Казанские учёные получили суперконструкционный полимер для медицины. 👨🏻‍🔬⚗️ Исследователи Казанского национального исследовательского технологического университета (КНИТУ) создают технологию производства и переработки отечественных суперконструкционных полимеров для медицины. В настоящее время в цепочке продуктов уже разработана технология синтеза мономеров и получен первый полимер — полифениленсульфон. Синтезированный материал обладает рядом уникальных свойств, в числе которых биосовместимость, стойкость к действию высоких температур и инертность. Благодаря им на основе полифениленсульфона можно будет выпускать широкий спектр медицинских изделий. Например, данный полимер можно использовать для производства индивидуальных, не травматичных и рентгенопрозрачных имплантатов, а также различных изделий для травматологии. 🎙 Первые опытные образцы продукции из разрабатываемых полимеров намерены получить уже к концу этого года. Руководитель проекта и заведующий кафедрой медицинской инженерии КНИТУ Ильдар Мусин отметил, что данный проект уникален, так как в нём реализуется полный цикл — от синтеза мономеров до создания конечного медицинского изделия:

Уникальность нашего проекта в комплексном подходе, когда разрабатывается технология от синтеза сырья до конечных медицинских изделий, соответствующих требованиям Росздравнадзора. Каждая стадия достаточно сложная и наукоёмкая.

#оригинальныецитаты Чертович Александр Викторович «САМООРГАНИЗАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ С АКТИВНЫМИ ЗВЕНЬЯМИ» #XXIIМенделеевскийСъезд

Составляющие успеха от Нобелевского лауреата Dan Shechtman. Доклад на тему «QUASI-PERIODIC CRYSTALS, A PARADIGM SHIFT IN CRYSTALLOGRAPHY» #XXIIМенделеевскийСъезд Прямой эфир доступен по ссылке

Нобелевская премия 2024 года по медицине присуждена Виктору Амбросу и Гэрри Равкану за открытие молекул микроРНК, регулирующих работу генов

#конференции 📌XI Всероссийский с международным участием Молодежный научный форум "OpenScience" 📍Место проведения — Гатчина, Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова🏛; 🗓Даты проведения — 13-15 ноября 2024; ⏰Сроки регистрации — 1 октября 2024; 👥Способ проведения — офлайн; 🔗Подробнее — по ссылке

🔍 #reveiw Ни для кого не секрет, что 3D печать сегодня - это активно развивающаяся область. Настолько активно, что сегодня 3D принтер можно найти в каждой второй квартире. Но мало кто знает, что технологии продвинулись настолько далеко, что сегодня речь идет не только о печати в трехмерном пространстве, но и о возможности регулирования поведения филамента и модели на его основе на этапе синтеза материала и его наполнения. Такой тип печати называют 4D. Этот термин раскрывает такое свойство моделей, полученных традиционным путем печати, как изменение одной из ключевых характеристик, таких как дизайн, цвет, форма, функциональности под воздействием управляющего стимула. В качестве таких стимулов может выступать изменение температуры, pH среды, УФ излучение и т.д. Одно из интересных направлений в данной области является введение магнитных частиц в мягкие материалы (их еще называют магнитно-активные мягкие материалы) и управление свойствами путем воздействия на них магнитного поля разной направленности. Их условно можно разделить на три типа, в зависимости от природы субстрата, использованного при их получении. Так разделяют магнитоактивные полимеры, композиты и гидрогели. Основная идея состоит в том, что в мягкую полимерную матрицу, чаще всего на основе полиуретанов или кремнийорганических полимеров, внедряют магнитные частицы, которые уже под воздействием поля меняют исходные свойства полимера. К третьей группе относят гидрогели, которыми сейчас также можно печатать. Были получены и напечатаны модели на основе таких материалов как полидопамин (PDA), поли(3,4-этилендиокситиофен):полистиролсульфонат (PEDOT:PSS) и полиакриламид (PAAM). Зачем в принципе ведутся разработки в данной области? На самом деле, применение данных материалов очень многогранно – первое, что может прийти в голову, это гибкая электроника, которую в будущем будет носит каждый человек, чтобы понять состояние своего здоровья; еще одна сфера где жизненно необходима возможность печати "умными" материалами - это робототехника, а именно создание мягких понимающих роботов, способных подстраиваться под человека. Таким образом, 4D-печать магнитно-активных материалов открывает новые горизонты во многих областях деятельности человека, позволяя создавать инновационные решения, которые способны кардинально изменить наш подход к технологиям и взаимодействию с окружающей средой. Обзор по данной тематике доступен по ссылке

Редакция журнала Russian Chemical Reviews (IF=7.0) и коллектив CoLab.ws запустили новый сайт для англоязычной версии журнала «Успехи химии». На сайте доступны 2 новых опции: 1) Система подачи и рецензирования. 2) Веб-версия текстов обзоров, которая позволяет интерактивно читать статьи, переключаясь между ссылками, картинками, схемами, таблицами и формулами. На сайте уже размещены все выпуски журнала за 2023 и 2024 гг., а также организован поиск по ним. Ознакомиться с новым сайтом можно по ссылке: https://rcr.colab.ws/ #инфраструктуранауки

Учёные-химики воссоздадут технологии для вулканизированных каучуков Вулканизация — это химический процесс, без которого невозможно производство резины и широкого спектра изделий из неё, включая автомобильные шины. Долгое время российская резиновая промышленность работала, используя импортные реагенты, однако в последние годы государство запустило ряд проектов, поддерживающих и развивающих отечественные технологии. Например, в 2022 году Агентство по технологическому развитию (АТР) по поручению Правительства России (Постановление № 208) запустило конкурсы на субсидии для создания технологий выпуска критически важных материалов и комплектующих. Исследователи из ФИЦ ИрИХ СО РАН в этом году выиграли несколько конкурсов на разработку важных реагентов для вулканизации. Общая сумма субсидий достигает 100 миллионов рублей. В рамках работы, которая стартует в этом году, учёные, совместно с индустриальным партнёром, планируют разработать всю линейку веществ для резинотехнических изделий, а также создать документацию для производства. Для этого планируется использование исключительно российского химического сырья, что позволит достичь технологического суверенитета в этой области. Директор ФИЦ ИрИХ СО РАН Андрей Иванов отметил:

«Вместе с индустриальным партнёром прорабатывается возможность размещения производства в городе Усолье-Сибирское, где создаётся Федеральный центр химии. Наш ФИЦ ИрИХ СО РАН — первый среди институтов РАН, кто будет выполнять работы по такому конкурсу АТР. Быть первопроходцами — это большая ответственность для нас, и мы уверены, что наш опыт окажется полезным для коллег из других институтов».