Различные морфологии металлополимерных систем и их влияние на свойства нанокомпозитов

• Автор: Цветкова, Ирина Борисовна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

1. Введение
2. Литературный обзор
2Л. Синтез наночастиц в наноструктурированных полимерных
матрицах
2ЛЛ. Твердая полимерная фаза
2Л.2. Коллоидные растворы наноструктурированных полимеров
2Л .2.2. Мицеллы амфифильных блок-сополимеров как среда для
формирования наночастиц
2.1.2.3. Микрогели как нанострутурированные полимеры в
растворе
2.1.2.4. Дендримеры
2.2. Свойства полимерных нанокомпозитов
2.2.1. Каталитические свойства
2.2.2. Магнитные свойства
2.2.3. Биомедицинские свойства
3. Экспериментальная часть
3.1. Список сокращений
3.2. Объекты исследования
3.2.1. Реагенты и растворители
3.2.2. Синтез Со- и Ag-содержащих мономакромолекулярных
ПВКЛ
3.2.3. Получение вирусоподобных частиц с магнитным ядром
3.2.4. Формирование наночастиц в ультратонких
полиэлектролитных слоях, нанесенных на окись алюминия
3.2.5. Методы исследования
4. Обсуждение результатов
4.1. Формирование мономакромолекулярных металлосодержащих
структур при взаимодействии ионов металлов с
термочувствительным полимером

4.2. Придание магнитных свойств полимерным нанокомпозитам с
морфологией ядро-оболочка
4.2.1. Синтез магнитных наночастиц
4.2.2. Функционализация поверхности наночастиц с помощью
фосфолипидов, содержащих ПЭО
4.2.3. Самосборка протеинов вируса ВМУ вокруг наночастиц,
покрытых фосфолипидом
4.2.4. Магнитные свойства вирусоподобных наночастиц
4.3. Придание каталитических свойств полимерным системам:
формирование малых частиц в ультратонких полиэлектролитных слоях, нанесенных на окись алюминия
4.3.1. Синтез и исследование структуры катализаторов с одним
слоем полиэлектролитов
4.3.2. Синтез катализаторов с двухслойным нанесением ПЭ
4.3.3. Исследование структуры нанокомпозитов с двухслойным
нанесением ПЭ
4.3.4. Каталитические свойства полученных систем с двухслойным
нанесением ПЭ
5. Выводы
Литература
1. Введение

В последние годы наблюдается взрыв интереса к созданию и исследованию наноразмерных структур, т.е. структур, чьи размеры находятся в диапазоне примерно от 1 до 100 нм. Частицы нанометровых размеров проявляют особые свойства, отличные от свойств аналогичных массивных материалов: механические, оптические, электрические, каталитические и магнитные. Одной из главных причин изменения физических и химических свойств малых частиц по мере уменьшения их размеров является возрастание в них относительной доли поверхностных атомов, находящихся в иных условиях (координационное число, симметрия локального окружения и т.д.), чем атомы в объеме материала. С энергетической точки зрения уменьшение размеров частиц приводит к возрастанию доли поверхностной энергии в ее химическом потенциале.
Бурное развитие этой области науки привело к возникновению совершенно новых терминов. Наиболее общие из них - нанонаука и нанотехнология [1]. Нанонаука - это фундаментальная химия, физика или биология, занимающиеся созданием и/или исследованием наноструктур. Нанотехнология — область прикладной науки и техники, занимающаяся изучением свойств объектов и разработкой устройств с размерами порядка нанометров.
Оптимизация структурной организации (морфологии) различных наноразмерных материалов - важная проблема, без решения которой невозможно улучшить их свойства и определить наиболее перспективные области их использования. Применение полимеров (в том числе и биополимеров) в качестве стабилизаторов наночастиц имеет продолжительную историю [2-4]. Варьируя свойства полимеров (наличие различных функциональных групп, молекулярную массу, гидрофильность или гидрофобность и т.д.) можно влиять на свойства получаемых материалов.

можно наблюдать образование полимерных глобул, состоящих из одной макромолекулы [168]. Структуру, образованную одной макромолекулой, мы называем мономакромолекулярной.
В последнее время вырос интерес к изучению мономолекулярных полимерных наноструктур из-за их потенциальных приложений в нанонауке и нанотехнологии. Так, мономакромолекулярная наноструктура на основе сопряженного полимера показала усиленные оптические свойства по сравнению с аналогичными структурами из макромолекулярных агрегатов [169, 170]. Использование мономолекулярных цилиндрических полимерных структур «ядро-оболочка» в качестве темплатов позволяет контролировано получать проволоко-подобные агрегаты из наночастиц СйБ [171]. Мы считаем, что формирование мономакромолекулярных наноструктур может быть выполнено за счет взаимодействия макромолекул термочувствительного гомополимера с определенными ионами металлов, позволяя получать новые полимерные темплаты.
Несколько полимеров акриламидного типа, такие как поли(акриламид), пол и (И-и зо пропилам ид) и их сополимеры чувствительны к изменениям среды, но не являются биосовместимыми. Напротив, поли(М-винилкапролактам) (ПВКЛ) является не только неионным водорастворимым и чувствительным к изменению температуры, но также и биологически совместимым полимером. Он содержит гидрофильную амидную группу (структура I), при этом она непосредственно связана с гидрофобной карбоцепной макромолекулой таким образом, что при гидролизе не происходит выделения даже малых количеств амида, которые часто являются недопустимыми для биомедицинских приложений [160, 172]. По этой причине нами был выбран ПВКЛ в качестве термочувствительного полимера для формирования мономакромолекулярных структур.