Часто называемые "умными" материалами, чувствительные к температуре или термореактивирующие полимеры привлекают к себе внимание благодаря своей способности реагировать на внешние изменения температуры, что позволяет использовать их в широком диапазоне применений. Делая этот умный материал еще более умным за счет повышения гибкости его реакции на температуру, ученые Столичного университета Осаки разработали новый полимер, термореактивность которого можно легко регулировать, изменяя тип и соотношение смешиваемых ионных частиц. Их выводы были опубликованы в Макромолекулы.
Полимеры, которые проявляют изменение своих физико-химических свойств в зависимости от температуры, называются термореактивными полимерами. Они включают два типа: полимеры с более низкими критическими температурами раствора (LCST) и полимеры с более высокими критическими температурами раствора (UCST). Выше определенной температуры первые нерастворимы, тогда как вторые растворимы. В термореактивных полимерах типа LCST с повышением температуры взаимодействие полимер-растворитель уменьшается, и взаимодействие полимер-полимер становится доминирующим, что приводит к осаждению полимеров из растворителя. И наоборот, в термореактивных полимерах типа UCST с повышением температуры взаимодействие полимер-полимер уменьшается, и взаимодействие полимер-растворитель становится доминирующим, что приводит к растворению. Это указывает на сродство между полимером и растворителем как на важный фактор в большинстве термореактивных полимеров.
Обычно взаимодействие полимер-растворитель используется для регулирования термореактивности при проектировании термореактивных полимеров. Однако недавно внимание было сосредоточено на новой методике, которая регулирует термореактивность путем добавления третьего компонента. В этом методе часто используются органические растворители, но для разработки материалов, таких как материалы для систем доставки лекарств, необходимо, чтобы в качестве растворителя использовалась вода, безвредная для человеческого организма.
Исследовательская группа, возглавляемая профессором Ацуши Харадой из Высшей инженерной школы Столичного университета Осаки, использовала воду в качестве растворителя и разработала термореактивный полимер типа LCST путем добавления ионов щелочноземельных металлов, которые являются двухвалентными катионами, к полимерам и водным растворам. Им удалось регулировать термореактивные свойства, просто изменяя вид и соотношение смешивания ионов. Это отличается от обычного метода, который может регулировать термореактивность только путем изменения структуры полимеров.
"Мы разработали новый полимер, который проявляет термореактивность в присутствии определенных ионов", - заключил профессор Харада. "Мы ожидаем, что он будет применяться в качестве аналитического реагента для устройств, чувствительных к ионам металлов, и в качестве материала для систем доставки лекарств".
Комментарии