​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

  • 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).
    153
  • 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.
    92
  • 09/08/2016

    Российские и американские ученые нашли способ победить вирус африканской чумы свиней

    ​Российские ученые в сотрудничестве с коллегами из США (Университет Иллинойса, Университет Коннектикута, Университет Небраски) изучили гены, кодирующие белки вируса африканской чумы свиней, и впервые получили антигены, стимулирующие иммунную систему животных и нейтрализующую действие вируса.
    713
  • 03/12/2016

    Как гранты помогают научной молодежи

    ​В последнюю декаду ноября в Институте органической химии им. Н.Д.Зелинского было много гостей - ведущих ученых Отечества. Причем, в основном, не убеленные сединами, хотя и такие встречались, но большей частью молодые - грантодержатели Российского научного фонда.
    841
  • 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.
    69
  • 30/05/2017

    Российские биохимики смоделировали фотосинтезирующий комплекс цианобактерий

    ​В Институте физиологии растений имени К.А. Тимирязева (ИФР) РАН изучили строение фикобилисомной антенны цианобактерий – макромолекулярного комплекса, ответственного за фотосинтез в клетках бактерий.
    279
  • 25/08/2016

    Ученые ИрНИТУ предлагают использовать беспилотные мультикоптеры в геологической разведке

    ​Выступление доцента кафедры технологии геологической разведки ИрНИТУ Александра Паршина признано лучшим по итогам IV Международной конференции "Современные информационные технологии для научных исследований в области наук о Земле" ("ITES-2016"), который прошел в Южно-Сахалинске.
    1239
  • 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.
    316
  • 01/10/2016

    Константин Зайков: Арктический центр стратегических исследований уже достиг определенных успехов

    ​Вот уже два года в структуре САФУ действует Арктический центр стратегических исследований, чей функционал сконцентрирован на координировании научно-исследовательской деятельностью университета в высокоширотной Арктике и информационно-аналитическом сопровождении процесса выработки государственной политики в отношении развития АЗРФ и позиционирования России в Арктическом регионе.
    929
  • 07/07/2016

    Александр Кулешов: математика - ​ключ к благополучию

    ​Тюмень посетил ректор Сколковского института науки и технологий академик РАН Александр Кулешов. Российский ученый-математик, доктор технических наук, специалист в области информационных технологий и математического моделирования, академик РАН, ректор Сколковского института науки и технологий Александр Кулешов довольно долго жил и работал за границей, в Европе.
    1384