​Ученые синтезировали чистый гидрогель магнетита и исследовали его свойства. Новое вещество можно использовать как для очистки воды от тяжелых металлов, так и для адресной доставки лекарств. С результатами работы ученых можно ознакомиться в журнале RSC Soft Matter. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ).

 
Гидрогели — это гелеподобные материалы, содержащие в своей структуре большое количество воды. В большинстве случаев гидрогели состоят из разветвленных, связанных между собой молекул органических полимеров, однако в последнее время активно развивается направление создания органо-неорганических или чисто неорганических гидрогелей, так как внесение неорганических компонентов позволяет сделать гидрогели чувствительными к различным физическим факторам, таким как электрический потенциал или магнитное поле, и тем самым расширить потенциал их применения. В основном такие материалы используются в качестве поглощающих веществ (сорбентов) для связывания токсичных агентов или как «умные» хранилища воды для аграрных задач, но также активно развиваются и другие области применения таких материалов, например, доставка лекарств, тканевая инженерия и создание сенсоров.
 
В ходе исследования группе ученых из Университета ИТМО совместно с коллегами из Македонии и Израиля впервые удалось получить высокомагнитный гидрогель, состоящий исключительно из магнетита и воды, причем содержание последней в материале может составлять до 94% по массе и 99% по объему. Гидрогель состоит из связанных между собой наночастиц магнетита и образует пространственную сетку, которая и поддерживает структуру материала.
 
«В поры этого геля можно загружать различные вещества. В нашей статье мы говорим о том, что есть возможность загрузить органические молекулы или какие-либо лекарственные препараты. Также данный материал биосовместим, что делает возможным его дальнейшее применение в адресной доставке лекарств», — рассказала один из авторов работы, магистрант Университета ИТМО Елизавета Анастасова.
 
Полученный гидрогель представляет собой темно-коричневую гелеобразную субстанцию, которая притягивается магнитом. Отличительной особенностью полученного материала является простота его состава, мягкие условия получения и высокая степень биосовместимости (способности встраиваться в человеческий организм).
 
Исследованные гидрогели могут избирательно поглощать из среды определенные вещества, например, ионы хрома и свинца, благодаря чему их можно использовать в качестве сорбентов. Этому способствует большая удельная поверхность гидрогеля и большой объем пор (их средний диаметр — 15 нанометров, в несколько тысяч раз тоньше человеческого волоса). В результате гидрогель оказывается на 225% более эффективным сорбентом, чем отдельные частицы магнетита, которые также используются для удаления веществ из среды. Необходимо также отметить, что полученный сорбент почти не теряет своей эффективности при повторном применении.
 
Еще одно интересное свойство гидрогеля — его тиксотропия: вещество становится менее вязким при механическом воздействии и сгущается в состоянии покоя. Благодаря этому можно добиться контролируемого высвобождения добавок, например, функциональных молекул и лекарственных средств, которые вносятся в состав перед образованием геля.

Похожие новости

  • 17/01/2018

    Российским химикам удалось снизить порог обнаружения онкопрепаратов в опухолевых тканях

    Ученым удалось в 10 раз снизить порог обнаружения онкопрепаратов в раковых клетках. Работа выполнена в Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН. Применение этого открытия позволит анализировать воздействие лекарств на отдельные фрагменты опухоли и разрабатывать программы индивидуальной терапии для онкобольных.
    522
  • 15/11/2017

    ФАНО профинансирует разработку межпланетной станции на Венере

    ​Проект создания аппаратов для работы на орбите и поверхности Венеры получит финансирование от Федерального агентства научных организаций (ФАНО) (ранее "Роскосмос" исключил подобную программу из Федеральной космической программы из-за секвестра бюджета).
    735
  • 14/11/2017

    Российские ученые создали дрон для выявления взрывчатки

    Российские ученые из инновационного центра "Сколково", Московского физико-технического института и других организаций разработали систему для выявления взрывчатки и отравляющих веществ в зонах боевых действий.
    579
  • 09/01/2018

    Геофизики исследовали космические хоры в радиационном поясе Земли

    ​Ученые из Полярного геофизического института исследуют низкочастотные сигналы, которые способны влиять на радиационный пояс Земли. Прогноз поведения пояса позволит минимизировать вред от космической радиации для спутников и космонавтов.
    573
  • 05/12/2017

    Российские ученые создали цифровую модель почв

    ​Российские ученые из Института динамики геосфер, Института физики Земли и Почвенного института РАН вместе с коллегами из Австралийского государственного объединения научных и прикладных исследований предложили новый метод структурного (комплексного) анализа почвы: они интегрировали изображения различного масштаба в единую цифровую модель.
    573
  • 13/04/2018

    Дмитрий Коротков: «Деятельность единственного государственного академического издательства — не бизнес, а миссия»

    У издательства «Наука» особая судьба. На протяжении трёх веков его авторами были величайшие российские учёные, писатели, поэты, члены РАН. Современная история предприятия началась в 1923‑м, и многие годы издательство являлось крупнейшим в СССР и в мире: из стен «Науки» выходили шедевры мировой литературы, полные собрания сочинений отечественных классиков, за которыми выстраивались многотысячные очереди.
    834
  • 14/09/2018

    ВЭФ-2018: чтобы создать будущее, надо перестать дрожать над прошлым

    Что ожидает науку и человечество в будущем – спрогнозировать сейчас очень сложно. А еще 50 лет назад сделать это было возможно – время развития технологий тогда превышало или было таким же, как средняя продолжительность жизни человека.
    186
  • 14/09/2018

    Восточный экономический форум. День третий

    ​В заключительный день Четвертого Восточного экономического форума прошла итоговая пресс-конференция, на которой были подведены промежуточные результаты. Заместитель председателя правительства - полномочный представитель президента в Дальневосточном федеральном округе Юрий Трутнев сообщил, что в рамках форума прошло сто деловых мероприятий.
    248
  • 07/05/2018

    Ученые ввели в строй третий кластер глубоководного нейтринного телескопа

    ​Учёные Института ядерных исследований РАН совместно с российскими и зарубежными коллегами во время экспедиции на озеро Байкал ввели в строй третий кластер создаваемого глубоководного нейтринного телескопа кубокилометрового масштаба Baikal-GVD.
    309
  • 31/10/2017

    Как российские научные журналы продвигают за рубеж и кто этому мешает

    ​Чем занималась и занимается издательская компания Pleiades Publishing, Inc. и какова ее роль в публикации российских научных журналов за рубежом, как издание этих журналов менялось от СССР к России, подходят ли нам модели журналов со статьями в открытом доступе и как будут издаваться и создаваться научные статьи через десять лет, в интервью Indicator.
    1418