ИСТИНА

Проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы современной физико-химии полимеров, связанной с разработкой подходов к созданию нового поколения способных к самосборке (самоорганизации) комплексных полимерных наноструктур (в том числе, и мицеллярного типа), а также исследованием их строения и свойств. Конкретная фундаментальная задача в рамках проблемы, на решение которой направлен проект, заключается в получении новых, способных к самосборке (самоорганизации) полимерных наноструктур мицеллярного типа на основе комплексов полиэлектролитных объектов звездообразной архитектуры (полиэлектролитных звезд, мицелл ионогенных амфифильных диблок-сополимеров и сферических полиэлектролитных щеток) с противоположно заряженными ионогенными гидрофильными диблок-сополимерами, а также систематическом исследовании образования, строения и свойств образующихся комплексных полимерных наноструктур в водных средах.

В ходе выполнения проекта исследовано взаимодействие полиионных объектов звездообразной архитектуры (звездообразных полиэлектролитов, звездообразных мицелл ионогенных амфифильных диблок-сополимеров, сферических полиэлектролитных “щеток”) с противоположно заряженными по отношению к ним бис-гидрофильными диблок-сополимерами, содержащими ионогенный и неионогенный гидрофильный блоки. Обнаружено, что при достаточно высокой степени полимеризации неионогенного гидрофильного блока последних такое взаимодействие приводит к образованию растворимых (или агрегативно устойчивых) в водных средах наноразмерных комплексных полимерных структур даже при эквимольном заряд-зарядовом соотношении полимерных компонентов. Это принципиально отличает такие системы от водных смесей полиионных объектов звездообразной архитектуры (лиофилизирующий полимерный компонент) с противоположно заряженными по отношению к ним линейными гомополиэлектролитами (блокирующий полимерный компонент), которые становятся гетерогенными и претерпевают макроскопическое фазовое разделение при превышении некоторого предельного значения заряд-зарядового соотношения полимерных компонентов в системе. На основании результатов, полученных с помощью совокупности различных экспериментальных методов исследования (динамическое и статическое светорассеяние, скоростная седиментация, криогенная просвечивающая электронная микроскопия), предположено, что образующиеся комплексные полимерные наночастицы обладают компартментализованным строением мицеллярного типа: “ядро-корона” (звездообразные полиэлектролиты) или “ядро-оболочка-корона” (звездообразные мицеллы ионогенных амфифильных диблок-сополимеров и сферические полиэлектролитные “щетки”). В терминах подобного строения ядро (звездообразные полиэлектролиты) или оболочка (мицеллы ионогенных амфифильных диблок-сополимеров и сферические полиэлектролитные “щетки”) подобных комплексных полимерных наночастиц представляет собой, по существу, стехиометричный интерполиэлектролитный комплекс, сформированный связанными между собой в эквимольном заряд-зарядовом соотношении фрагментами лучей полиионного объекта звездообразной архитектуры и ионогенных блоков бис-гидрофильного диблок-сополимера, а корона в зависимости от заряд-зарядового соотношения полимерных компонентов в смеси либо полностью состоит из неионогенных гидрофильных блоков бис-гидрофильного диблок-сополимера (эквимольное заряд-зарядовое соотношение полимерных компонентов), либо является смешанной, включая в себя как неионогенные гидрофильные блоки бис-гидрофильного диблок-сополимера, так и свободные фрагменты лучей полиионного объекта звездообразной архитектуры (неэквимольное заряд-зарядовое соотношение полимерных компонентов). Показано, что увеличение числа лучей полимерного компонента нелинейного строения способствует образованию комплексных полимерных наночастиц, в состав каждой из которых включена лишь одна частица полиионного объекта звездообразной архитектуры. Обнаружено, что из-за экранирующего действия малых ионов при относительно высоких значениях ионной силы происходит диссоциация комплексных полимерных наночастиц на составляющие их полимерные компоненты: этот процесс начинается при достижении некоторой предельной концентрации низкомолекулярного электролита и при дальнейшем повышении ионной силы протекает как последовательное выделение макромолекул ионогенного бис-гидрофильного диблок-сополимера из комплексных полимерных наночастиц. Продемонстрирована возможность солюбилизации пирена комплексными полимерными наночастицами на основе звездообразных мицелл ионогенных амфифильных диблок-сополимеров и сферических полиэлектролитных “щеток” и установлена достаточно высокая эффективность этого процесса.