|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Современные проблемы химии и физико-химии высокомолекулярных соединенийНИР
Modern problems in chemistry and physical chemistry of high molecular compounds
- Руководитель НИР: Ярославов А.А.
- Ответственный исполнитель: Ефимова А.А.
- Участники НИР: Абрамова Т.А., Абрамчук С.С., Антохина О.Г., Аржаков М.С., Аржакова О.В., Баленко Н.В., Балобанова С.И., Беканова М.З., Беркович А.К., Бобровский А.Ю., Богомолова О.Э., Бойко Н.И., Большакова А.В., Бугаков М.А., Будников А.А., Василевская В.В., Величко Л.В., Волынский А.Л., Гарина Е.С., Головин Э.В., Голубев Я.В., Гроздова И.Д., Гроховская Т.Е., Дедов А.Г., Долгова А.А., Ефимов А.В., Жариков А.А., Жирнов А.Е., Заремский М.Ю., Захарова Ю.А., Зверева М.Э., Зезин С.Б., Иванов Д.А., Иванова О.А., Иванова О.А., Изумрудов В.А., Ильясов Л.О., Карпушкин Е.А., Киушов А.А., Климов Д.И., Кожунова Е.Ю., Копнов А.Ю., Коригодский А.А., Кудрявцев Я.В., Лисин А.О., Литманович Е.А., Локова А.Ю., Лупоносов Ю.Н., Лысенко Е.А., Люлин С.В., Мелик-Нубаров Н.С., Минеева К.О., Мишина Ю.К., Москвина М.А., Музафаров А.М., Назаров А.И., Нечаева Е.В., Никонорова Н.И., Новоскольцева О.А., Осипова Н.И., Панова И.Г., Панова Т.В., Пергушов Д.В., Пигарева В.А., Плуталова А.В., Попов А.С., Поцелеев В.В., Прохоров А.Н., Пышкина О.А., Рухля Е.Г., Семенова Е.В., Сергеев В.Г., Синельникова Д.Г., Содержинова М.М., Спиридонов В.В., Степанова Д.А., Суриков П.В., Сыбачин А.В., Титкина К.А., Толстов М.В., Трофимчук Е.С., Трошева К.С., Ужинова Л.Д., Фомин Е.О., Хавпачев М.А., Чаплыгин Д.К., Черникова Е.В., Чернов И.В., Шибаев В.П., Якимов Н.П., Яковлев П.П., Яминский И.В., Ярышева А.Ю., Ярышева Л.М.
- Подразделение: Кафедра высокомолекулярных соединений
- Срок исполнения: 1 января 2021 г. - 31 декабря 2027 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): госзадание ВМС
- Номер ЦИТИС: АААА-А21-121011990022-4
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Функциональные материалы, наноматериалы и технологии
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
- Критическая технология России: Нано-, био-, информационные, когнитивные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.25.01 Общие вопросы
- 31.25.15 Структура и свойства природных и синтетических высокомолекулярных соединений
- 31.25.19 Синтез высокомолекулярных соединений. Физико-химические основы синтеза высокомолекулярных соединений
- 31.25.00 Химия высокомолекулярных соединений
- Классификатор OECD: Полимеры
-
Ключевые слова:
липосомы, конкурентные реакции, блок-сополимеры, полиэлектролиты и полиэлектролитные комплексы, матричная полимеризация, полимерные нанокомпозиты, углеродные нанотрубки
liposomes, polyelectrolytes and polyelectrolyte complexes, matrix polymerization, block copolymers, competitive reactions, polymer nanocomposites, carbon nanotubes -
Описание:
НИР направлена на создание новых многофункциональных полимеров и композитов на их основе, исследование их физико-химических и механических свойств.
-
Abstract:
The research is aimed at development of novel multifunctional polymers and polymer-based composites and investigation of their physico-chemical and mechanical properties.
-
Планируемые результаты:
Разработка методов синтеза новых функциональных полимеров и сополимеров, прогнозирование и исследование их структуры и свойств. Синтез гибридных нанокомпозитов в пористых полимерных матрицах. Получение новых материалов, чувствительных к внешним воздействиям. Разработка мультифункциональных систем на основе полимеров (в том числе биодеградируемых и биосовместимых), а также блок-сополимеров для биомедицинских приложений (для использования в фармакологии, хирургии, регенеративной медицине и др.).
-
Научный задел:
Разработаны фундаментальные подходы к синтезу макромолекул различной архитектуры с набором заданных характеристик и свойств, получению функциональных полимерных материалов, в том числе композиционных, установлены способы управления их свойствами. Обобщены способы решения задач зеленой химии в "нитроксильной" полимеризации. Разработаны новые подходы к синтезу малотоксичных амфифильных полимeров. Получены и охарактеризованы комплексы функциональных полимеров и наночастиц металлов. Разработаны подходы к созданию полимерных и полимер-стабилизированных жидкокристаллических систем, допированных квантовыми точками, с фото- и электроуправляемой степенью поляризации флуоресценции. Исследованы процессы полимеризации 3,4-этилендиокситиофена в растворах комплексов полистиролсульфокислоты и полиэтиленоксидов и изучена возможность применения продуктов в качестве связующих компонентов для электродных материалов. Разработана методика низкотемпературного синтеза титаната бария в объеме пор матрицы полиэтилена, деформированной по механизму крейзинга. Получены биодеградируемые рН-чувствительные мультилипосомальные конструкции для биомедицинского применения. Получены гибридные композиты на основе анионных биосовместимых полисахаридов, заполненных биоактивными веществами. Исследованы коллоидные свойства амфифильных сополимеров. Детально изучены свойства композиционных функциональных полимерных материалов, содержащих наночастицы металлов, рассмотрены возможности их применения. Установлены способы воздействия на скорость разложения алифатических полиэфиров, что является перспективным при создании биоактивных материалов с программируемыми сроками разложения. Исследовано влияние плюроников на устойчивость раковых клеток к действию лекарств с целью выявления механизмов подавления множественной лекарственной устойчивости. Разработана полимер-ферментная сенсорная конструкция на основе рН- и термочувствительного полимера – линейного полидиметиламиноэтилметакрилата.
- Добавил в систему: Ефимова Анна Александровна
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Современные проблемы химии и физико-химии высокомолекулярных соединений |
| Результаты этапа: В синтетической части НИР: 1.Получены сополимеры акрилонитрила с алкилакрилатами с разной длиной алкильного заместителя с заданными молекулярной массой и составом с узким молекулярно-массовым распределением. 2.Обобщены способы решения задач зеленой химии в "нитроксильной" полимеризации. 3.Разработаны подходы к созданию холестерических полимерных и полимер-стабилизированных жидкокристаллических систем, допированных квантовыми точками, с фото- и электроуправляемой степенью поляризации флуоресценции. 4.Получены комплексы на основе полистиролсульфокислоты и полиэтиленоксида различных молекулярных масс. Исследована полимеризация 3,4-этилендиокситиофена в растворах комплексов полистиролсульфокислоты и полиэтиленоксидов (полиэтиленгликолей) различных молекулярных масс. 5.Разработана методика низкотемпературного синтеза титаната бария в объеме пор матрицы полиэтилена, деформированной по механизму крейзинга. 6.Синтезированы микрогели на основе анионных полисахаридов: альгината натрия, гиалуроната натрия, подшитых ионами поливалентных металлов . В части исследования свойств: 7.Изучено термическое поведение синтезированных сополимеров акрилонитрила с алкилакрилатами в инертной атмосфере. 8.Исследовано влияние облучения и изменения шага спирали, а также приложения электрического поля, приводящего к искажению спиральной надмолекулярной структуры, на спектры циркулярно-поляризованной флуоресценции полученных жидкокристаллических композитов. 9.Изучены механические свойства комплексов полистиролсульфокислота-полиэтиленоксид. 10.Исследован фазовый состав, структура и диэлектрические свойства нанокомпозитов, полученных на основе полиэтилена и титаната бария. 11.Изучены гидродинамические и электрокинетические характеристики микрогелей на основе анионных полисахаридов. В части проведения биохимических исследований: 12.Исследована возможность использования нанокластеров золота в качестве активаторов пероксиоксалатной хемилюминесцентной реакции. 13.Изучено комплексообразование дендримеров с противоположно заряженными многокомпонентными липосомами. 14.Разработана полимер-ферментная сенсорная конструкция на основе рН- и термочувствительного полимера – линейного полидиметиламиноэтилметакрилата. | ||
| 2 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Современные проблемы химии и физико-химии высокомолекулярных соединений |
| Результаты этапа: В рамках НИР “Современные проблемы химии и физико-химии высокомолекулярных соединений” в 2022 г. разработаны новые подходы к синтезу малотоксичных амфифильных полимeров с набором заданных характеристик и свойств, созданию функциональных композиционных материалов на основе полимеров и установлены способы управления их свойствами. Установлены способы получения новых люминесцентных холестерических композитов с электроуправляемой интенсивностью и поляризацией эмиссии, а также новые методы синтеза фото- и электроуправляемых дифракционных решёток на основе полимер-стабилизированных нематических жидких кристаллов. Исследованы процессы полимеризации 3,4-этилендиокситиофена в растворах комплексов полистиролсульфокислоты и полиэтиленоксидов и изучена возможность применения продуктов в качестве связующих компонентов для электродных материалов. Рассмотрены способы воздействия на скорость разложения алифатических полиэфиров. Показана возможность использования молекулярного йода в качестве регулятора скорости деструкции поли(ε-капролактона) и полилактида, что является перспективным при создании биоактивных материалов с программируемыми сроками разложения. Исследовано влияние отжига на пористую структуру, образующуюся при деформации полиэтилентерефталата в физически активной жидкой среде. Сформированы полимерные комплексы на основе полистиролсульфокислоты и полиэтиленоксидов и детально изучены их физико-химические и механические свойства. Получены и охарактеризованы комплексы функциональных полимеров и наночастиц металлов, детально изучены их свойства и рассмотрены возможности применения. Изучены коллоидные свойства синтезированных амфифильных сополимеров, исследовано влияние макромолекулярной архитектуры на цитотоксичность по отношению к раковым клеткам. Изучено влияние плюроников на устойчивость раковых клеток к действию лекарств с целью выявления механизмов подавления множественной лекарственной устойчивости. Исследованы механизмы действия золотых нанокластеров в качестве активаторов пероксиоксалатной хемилюминесцентной реакции, что важно при разработке новых способов борьбы с онкологическими заболеваниями. Изучено влияние ковалентного присоединения поликатионов к стабилизированным глутатат-ионом нанокластерам золота на их флуоресценцию в водном растворе. Исследовано комплексообразование биодеградируемого хитозана с модельными клеточными мембранами. Получены биодеградируемые рН-чувствительные мультилипосомальные конструкции для потенциального биомедицинского применения. Синтезированы стимул-чувствительные гибридные металлополимерные материалы на основе мицеллообразующего диблок-сополимера и наночастиц серебра, перспективные для создания наносенсоров для обнаружения и количественной оценки биологически значимых молекул. Получены гибридные композиты на основе анионного биосовместимого полисахарида, заполненные биологически-активными веществами, исследована их цитотоксичность. | ||
| 3 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Современные проблемы химии и физико-химии высокомолекулярных соединений |
| Результаты этапа: При выполнении НИР в 2023 г. все поставленные цели полностью выполнены. Исследованы закономерности получения и термического поведения терполимеров акрилонитрила, акриламида и метилакрилата. Показано, что термическое поведение терполимеров можно изменять в широких пределах, варьируя соотношение в сополимере звеньев акриламида и метилакрилата. Установлен оптимальный состав тройного сополимера для получения прекурсора углеродного волокна. Разработаны новые способы получения жидкокристаллических систем с электроуправляемой поляризованной люминесценцией на основе смесей нематиков с люминесцентными мезогенными комплексами европия. Подобные материалы могут быть использованы в фотонике, оптоэлектронике и для записи информации. Определены способы управления скоростью разложения алифатических полиэфиров, что является перспективным при создании биоактивных материалов с программируемыми сроками разложения. Продемонстрирована возможность использования молекулярного йода для регулирования скорости деструкции поли(ε-капролактона) и полилактида. Установлены новые подходы для синтеза нанокомпозиционных материалов с заданными свойствами. Изучено влияние предварительной ориентации аморфных полимеров на особенности их деформационного поведения при последующем растяжении на воздухе и в физически активных жидких средах. Синтезированы гибридные нанокомпозиционные материалы на основе полиэтилентерефталата и проведена их структурно-механическая модификация методом холодной продольной прокатки. Разработана методика получения сшитых пленок на основе поливинилового спирта и сополимера стиролсульфоновой и малеиновой кислот, детально исследованы их структура и физико-химические свойства. Созданные материалы могут быть использованы в качестве протонно- и ионно- проводящих мембран для аккумуляторов и топливных элементов. Получены золотые нанокластеры, проявляющие высокие флуоресцентные свойства. Исследоваио влияние поликатионов и органических растворителей на флуоресценцию таких нанокластеров, что важно с точки зрения потенциального использования подобных систем при фотодинамической терапии онкологических заболеваний. Предложен новый подход к иммобилизации на (проводящих) поверхностях ферментов путем адсорбции предварительно полученных в водных средах микрогель-ферментных комплексов, стабилизированных электростатическими взаимодействиями между противоположно заряженными полимерным компонентом и биокомпонентом. Показано, что такой подход может быть использован для конструирования амперометрических биосенсоров. На основе микрогель-ферментных комплексов сформированы глюкозные биосенсоры, обладающие высокой чувствительностью и хорошей операционной стабильностью. Для того, чтобы установить пределы применимости биоцидных покрытий на основе синтетических поликатионов, изучено поведение плёнок на их основе в средах с различной влажностью. Исследованы физико-химические аспекты взаимодействия пиридилфениленовых дендримеров разных генераций с модельными мембранами- анионными липосомами. Детально изучено влияние генерации дендримера и природы периферийных групп на характер взаимодействия с липидными мембранами. Полученные результаты следует учитывать при рассмотрении возможных биомедицинских применений дендримеров. Синтезированы ионно-сшитые микрогели на основе гиалуроновой кислоты для доставки биологически активных соединений. Микрогели заполнены противоопухолевым препаратом доксорубицином, изучена скорость биодеструкции синтезированных наноконтейнеров. Получены биосовместимые рН-чувствительные мультилипосомальные конструкции для инкапсулирования и доставки биологически активных соединений. Полученные результаты нашли отражение в следующих публикациях: Статьи: 1. Chernikova E.V., Pavlova M.S., Plutalova A.V., Litmanovich E.A., Maksimov A.L. Controlled Radical Polymerization of Lauryl Methacrylate in the Synthetic Polyalphaolefin Base Oil. Doklady Chemistry, 2023, том 512, № 1, с. 249-254 2. Bobrovsky A., Shibaev V., Krupin A., Knyazev A., Galyametdinov Y. Electrooptical switching and photopatterning of luminescence in nematic liquid crystals doped with mesogenic europium complex. Journal of Molecular Liquids, 2023, том 384, 3. Bobrovsky Alexey, Shibaev Valery, Ostrovskii Boris, Cigl Martin, Hamplova Vera, Bubnov Alexej. Photo- and electro-controllable 2D diffraction gratings prepared using electrohydrodynamic instability in nematic polymerizable mixture. Journal of Materials Chemistry С, 2023 4. Долгова А.А., Сорочинская С.А., Ярышева А.Ю., Аржакова О.В. Особенности деформационного поведения аморфных полимеров, предварительно ориентированных при комнатной температуре. Дневник науки, 2023, № 10, с. 1-13 5. Khavpachev Mukhamed A., Trofimchuk Elena S., Puchkov Alexander A., Demina Varvara A., Sedush Nikita G., Nikonorova Nina I., Balobanova Sofia I., Chvalun Sergei N. Effect of ethanol solution of iodine on degradation of poly(ε-caprolactone). Mendeleev Communications, 2023, том 33. 6. Pigareva Vladislava A., Marina Valeria I., Bolshakova Anastasia V., Berkovich Anna K., Kuznetsova Oksana A., Semenova Anastasia A., Yushina Yulia K., Bataeva Dagmara S., Grudistova Maria A., Sybachin Andrey V. Biocidal Coatings against Gram-Positive Bacteria from Linear and Branched Polycations: The Decisive Role of the Diffusion Coefficients of Macromolecules. Coatings, 2023, том 13, № 6, с. 1076 7. Pigareva Vladislava A., Marina Valeria I., Sybachin Andrey V. Biocide Coating from Polydiallyldimethylammonium Chloride—What Molecular Weight Should We Choose? Physchem, 2023, том 3, № 1, с. 147-155 8. Sigolaeva L.V., Shalybkova A.A., Sharifullin T.Z., Pergushov D.V. Adsorption of preformed microgel–enzyme complexes as a novel strategy toward engineering microgel-based enzymatic biosensors. Micromashines, 2023, том 14, № 8, с. 1-16 9. Yaroslavov A.A., Efimova A.A., Abramova T.A., Pozdyshev D.V., Muronetz V.I. Multi-compartment containers from a mixture of natural and synthetic lipids. Mendeleev Communications, 2023, том 33, с. 1-4. 10. Ephimova A.A., Sorokina S.A., Trosheva K.S., Yaroslavov A.A., Shifrina Z.B. Complexes of Cationic Pyridylphenylene Dendrimers with Anionic Liposomes: The Role of Dendrimer Composition in Membrane Structural Changes. International Journal of Molecular Sciences, 2023, том 24, № 3 11. Efimova Anna A., Popov Anton S., Kazantsev Alexey V., Semenyuk Pavel I., Le-Deygen Irina M., Lukashev Nikolay V., Yaroslavov Alexander A. pH-Sensitive Liposomes with Embedded 3-(isobutylamino)cholan-24-oic Acid: What Is the Possible Mechanism of Fast Cargo Release? Membranes, 2023, том 13, № 4 12.Ефимова А.А., Сыбачин А.В. Стимул-чувствительные системы для доставки лекарств на основе бислойных липидных везикул. Коллоидный журнал, 2023, том 85, № 5, с. 566-582 Сборники тезисов конференций: 1. Ефимова А.А., Гроховская Т.Е., Ярославов А.А. Экспериментальное моделирование микропластика. Сборник материалов Первой всероссийской конференции «Микропластик в науке о полимерах», Россия, 2023, место издания НовГУ Великий Новгород, с. 29-29 2. Рудаков Н.С. Стимулчувствительные микрогели для модификации поверхностей и создания ферментных биосенсорных систем. Сборник материалов III Зезинской школы-конференции для молодых ученых «Химия и физика полимеров». 2023, Москва, с. 40 3. Efimova A.A., Popov A.S., Abramova T.A., Kazantsev A.V., Lukashev N.V., Yaroslavov A.A. Biodegradable pH-sensitive containers based on polymers and liposomes for biomedical applications. Book of Abstracts of New Emerging Trends in Chemistry Conference (NewTrendsChem-2023), 2023, Yerevan, Armenia, с. 143-143 4. Абрамова Т.А. Мультифункциональные биодеградируемые контейнеры на основе противоположно заряженных липосом. Сборник материалов Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2023», 2023, издательство ООО "МАКС Пресс" (Москва), с. 101 | ||
| 4 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Современные проблемы химии и физико-химии высокомолекулярных соединений |
| Результаты этапа: | ||
| 5 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Современные проблемы химии и физико-химии высокомолекулярных соединений |
| Результаты этапа: | ||
| 6 | 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. | Современные проблемы химии и физико-химии высокомолекулярных соединений |
| Результаты этапа: | ||
| 7 | 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. | Современные проблемы химии и физико-химии высокомолекулярных соединений |
| Результаты этапа: | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".