Российские ученые вместе с греческими коллегами разработали новую технологию синтеза проводящего полимера полианилина на поверхности частиц силикагеля. Исследователи планируют использовать новый материал при создании носителей для адресной доставки лекарств. Описание приведено в журнале Polymer.
Полианилин — один из самых перспективных полимеров молекулярной электроники. Из него можно изготавливать транзисторы, суперконденсаторы, покрытия для электростимуляции роста биологических тканей и другие устройства.
Также он может использоваться как носитель для адресной доставки лекарств при терапии онкозаболеваний.
Однако работать с полианилином не просто. В чистом виде это порошок, из которого сложно изготовить нужное изделие, он плохо растворим в большинстве растворителей и не плавится. С помощью электрополимеризации полианилиновые покрытия можно получать на поверхности электропроводящих материалов, но в случае непроводящих подложек этот метод недоступен.
Можно использовать химическую полимеризацию, когда непроводящую подложку вносят в раствор мономера анилина и добавляют туда окислитель. Постепенно на поверхности образуется пленка полимера, но параллельно с этим в объеме раствора также появляются нерастворимые полимерные гранулы, которые оседают на подложку, затрудняя контроль свойств. Покрытие становится неоднородным и в нем появляются дефекты.
Химики из РХТУ имени Д.И. Менделеева в сотрудничестве с коллегами из ИБХФ РАН, ИХФ РАН, а также университета Крита в Греции предложили новый метод — межфазной окислительной полимеризация анилина.
"Мы локализовали реакционную зону непосредственно на поверхности подложки и провели на ней полимеризацию, — приводятся в пресс-релизе РХТУ слова первого автора статьи, профессора Ярослава Межуева. — Для этого мы взяли частицы силикагеля, осадили на них нерастворимый окислитель, а дальше привели их в контакт с раствором анилина: на поверхности частиц пошла полимеризация, а в объеме, где не было окислителя, процесс был подавлен. И так был разработан интересный метод, перспективный для адресного формирования полианилиновых слоев и контроля их свойств".
В дополнительных экспериментах ученые изучили процесс в деталях. С помощью метода электронного парамагнитного резонанса они отследили кинетику протекающих реакций и доказали, что полимеризация идет только на границе раздела твердого носителя — силикагеля — и жидкого раствора мономера.
Ученые предполагают, что процесс протекает преимущественно в порах носителя маленького размера, и в дальнейшем хотят распространить новый подход на наноуровень — испытать частицы, покрытые полианилином, в качестве носителей фармакологических препаратов. Молекула полианилина электрически заряжена и поэтому на нее легко можно осадить различные препараты, а затем управлять их адресной доставкой внутри организма.
Авторы отмечают, что предложенный ими подход гораздо шире и не ограничивается использованием конкретных подложки, мономера и окислителя.
"Не обязательно синтезировать полианилин — можно получать другой проводящий или непроводящий полимер по реакции окислительной полимеризации, не принципиально. Не обязательно брать именно силикагель — таким же образом можно модифицировать любую другую подложку, главное только, чтобы она была инертна по отношению к нерастворимому окислителю, который в свою очередь должен быть достаточно активен в реакции полимеризации выбранного мономера", — говорит Межуев.
Ученые считают новый метод проведения окислительной полимеризации на границе раздела фаз твердое вещество — жидкость достаточно универсальным и в будущем планируют апробировать его на примере других полимеров и подложек.
|