Vol 66, No 3 (2024)

Впервые исследована зависимость пористости (степени заполнения) от проницаемости гироидной структуры на установке для фильтрационных свойств. Изготовлены образцы с использованием систем автоматизированного проектирования и 3D-притера. Также показана анизотропность проницаемости гироидной структуры в различных направлениях.

Впервые исследована возможность использования водорастворимых гетероядерных металламакроциклических комплексов Sr(II)‒Cu(II), Са(II)‒Cu(II), La(III)‒Cu(II) в качестве сшивающих агентов для альгинатных гидрогелей. Экспериментально продемонстрирована возможность ион-индуцированного сшивания альгината катионами металлакраунов. Методом экструзии синтезированы гидрогелевые альгинатные микросферы c применением металлакраунов в качестве сшивающих центров. Установлено, что степень сшивки гидрогелей зависит от природы центрального элемента металлакрауна. По своим сшивающим способностям рассмотренные металллакрауны (МС(М)) располагаются в следующий ряд: МС(La) > МС(Sr) > МС(Ca).

Производное альгиновой кислоты, содержащее амидные и аминогруппы, синтезировано присоединением этилендиамина к активированным карбодиимидом карбоксильным группам полисахарида. Анализ его структуры с использованием ЯМР-спектроскопии подтверждает, что присоединение этилендиамина осуществляется с образованием амидной связи и появлением свободных первичных аминогрупп в эквимолярном соотношении. Методами ротационной и капиллярной вискозиметрии в комбинации с динамическим рассеянием света и потенциометрическим титрованием показано, что критическая концентрация перехода к режиму раствора с зацеплениями Сe коррелирует со степенью замещения и изменением дзета-потенциала модифицированных полисахаридов. Последние характеризуются более низкой концентрацией Сe и в среднем более низкой энергией активации вязкого течения растворов, чем альгинат натрия. В интервале рН 6.5‒6.0 для полуразбавленных растворов модифицированного полисахарида и альгината натрия наблюдается противоположно направленное изменение размера агрегатов макромолекул. Гемосовместимость модифицированного полисахарида исследована in vitro в тестах времени рекальцификации крови, активированного частичного тромбопластинового времени и агрегации тромбоцитов. Показано, что модифицированный полисахарид не влияет на коагуляцию крови (в концентрациях 0.033 и 2.22 мг/мл), коагуляцию плазмы (в концентрации до 0.0465 мг/мл) и агрегацию тромбоцитов (в концентрации до 0.182 мг/мл).

Методами поляризационной и сканирующей электронной микроскопии, сорбции паров воды изучена структура и свойства плёночных композиционных наноматериалов на основе гидроксиэтилцеллюлозы и углеродных нанотрубок, полученных в магнитном поле и вне поля. Плёнки являются анизотропными, что обусловлено образованием жидкокристаллической фазы при испарении растворителя из раствора. Наложение магнитного поля приводит к ориентации макромолекул и углеродных нанотрубок в пленках, что способствует уплотнению структуры плёнок и уменьшению их способности сорбировать пары воды. Рассчитаны энергии Гиббса взаимодействия с водой плёнок гидроксиэтилцеллюлоза/углеродные нанотрубки, полученных в магнитном поле и вне поля. Для пленок, полученных в магнитном поле, обнаружено уменьшение отрицательных значений энергий Гиббса, что свидетельствует об ухудшении их взаимодействия с водой. С введением углеродных нанотрубок в гидроксиэтилцеллюлозу этот эффект проявляется в большей степени.

Изучено столкновение капель упругих жидкостей и воды с тонким цилиндром (нитью). Упругими (неньютоновскими) жидкостями служили водные растворы полимеров, моделировавшие реологическое поведение ротовой жидкости – основного переносчика инфекций воздушно-капельным путем. Вода в качестве ньютоновской жидкости была исследована с целью выделения эффектов упругости при сравнении столкновения ньютоновских и неньютоновских жидкостей – воды и полимерных растворов. Траектория полета капель и ось цилиндра взаимно перпендикулярны. В экспериментах диаметр капли составлял 3 мм, а горизонтальных цилиндров из нержавеющей стали 0.4 и 0.8 мм. Формирование капель происходило путем медленного истечения жидкости из вертикального капилляра из нержавеющей стали с внешним диаметром 0.8 мм, от которого капли периодически отрывались под действием силы тяжести. Скорость капли перед столкновением определялась расстоянием между срезом капилляра и мишенью‒цилиндром (в экспериментах это расстояние составляло 5, 10 и 20 мм). Скорость падения капель перед ударом оценивалась в диапазоне 0.2-0.5 м/с. Процесс столкновения зарегистрирован методом скоростной видеозаписи с частотой кадров 240 и 960 Гц. В испытаниях задействованы вода и водные растворы полиакриламида с молекулярной массой 11 млн и концентрацией 100 и 1000 млн^‒1. Показано, что в зависимости от высоты падения капли и концентрации полимера возможны различные сценарии столкновения: кратковременный отскок капли от препятствия, торможение и остановка капли на препятствии, обтекание каплей цилиндрического препятствия с сохранением сплошности и продолжением свободного полета, а также распад капли на две вторичные капли, каждая из которых со своей историей последующего полета.

Экспериментально и теоретически исследовано разделение пептидов с инвертированными от N-конца к C-концу последовательностями. Хотя такие последовательности состоят из одинаковых аминокислотных остатков, их адсорбционные свойства различаются. Теоретический расчет в рамках модели разделения пептидов BioLCCC показал, что разница в адсорбционных свойствах таких последовательностей обусловлена различием в пространственной корреляции связанных в цепь аминокислотных остатков и концевых групп при их взаимодействии с поверхностью.