ИСТИНА

Модификация полимеров и создание на их основе функциональных композитов в растворах, содержащих СО2 под высоким давлением в сотни атмосфер, являются крайне перспективными для многих потенциальных областей применения, однако фундаментальные закономерности таких процессов остаются малоизученными. Растворы СО2 в воде, т.е. растворы угольной кислоты, формируемые под высоким давлением насыщающего воду СО2, являются одновременно и антимикробными, и, после декомпрессии, биосовместимыми средами, при этом под давлением выраженно кислыми (pH менее 3), но спонтанно самонейтрализующимися при атмосферном давлении. Более того, они являются экологически безопасными, а также обладают рядом других технологических преимуществ (одностадийность процесса формирования композита, стерильность получаемого материала, отсутствие необходимости избавляться от нежелательных следов в модифицированном изделии остаточных растворителей, каких-либо нейтрализующих агентов, возможных солевых продуктов нейтрализации и т.п.). Ранее мы успешно показали, что такие среды способны растворять хитозан и ряд других поликатионов. В данном проекте мы предлагаем впервые систематически изучить фундаментальные закономерности процесса формирования композитных хитозановых гелей со стабилизированными наночастицами металлов (из ряда Pt, Cu, Au и т.п.) в растворах угольной кислоты под высоким давлением. Будут изучены размеры и морфология получаемых наночастиц, кинетика и степень их восстановления хитозаном, механика формируемых композитных хитозановых гелей. Будет отработана надлежащая процедура высушивания хитозановых композитов с такими металлическими наночастицами с целью получения аэрогелей и им подобных высокопористых губчатых матриц. Разрабатываемые в ходе проекта новые функциональные материалы в перспективе их дальнейшего технологического развития в рамках возможных последующих прикладных проектов могут быть востребованы в качестве ранозаживляющих гемостатических губок и гелей с бактерицидным эффектом, солнцезащитных, антиоксидантных средств и т.п.

Modification of polymers and formation of corresponding polymer-based functional composites in solutions containing pressurized CO2 at hundred bars pressure is extremely promising for many possible applications. Yet the fundamental regularities of such processes are still to be further investigated. Solutions of CO2 in water, i.e. carbonic acid solutions formed under high pressure of CO2 saturating the aqueous phase, are both antimicrobial and biocompatible ones after decompression. Moreover, they are pronouncedly acidic (pH is below 3) when pressurized but self-neutralizing at atmospheric pressure. Furthermore, they are environmentally safe, and also have a number of other technological advantages (providing one-stage process, sterility of the material obtainable, no necessity to get rid of any unwanted traces in the modified product of residual solvents, neutralizing agents, salt products of neutralization applied, etc.). Previously, we have successfully demonstrated that such media are capable to dissolve chitosan and some other polycations. In the present project we propose to study for the first time systematically the general patterns of the formation of composite chitosan gels with stabilized metal (Pt, Cu, Au, etc.) nanoparticles in the carbonic acid solutions at high pressure. The size and the morphology of the thus obtained Pt, Cu and Au nanoparticles, the kinetics and the degree of their reduction by chitosan, the mechanics of composite chitosan gels will be studied. The appropriate drying procedure for the chitosan-based composites with metallic nanoparticles will be developed in order to obtain aerogels or similar highly porous matrices. The new functional materials to be developed in the course of the project, provided subsequent technological developments in the frameworks of possible applied project will be ensured, can be eventually applied as wound healing hemostatic gels and sponges with antibacterial effect, UV-protecting, antioxidant properties, etc.