Synteza nanożeli polimerowych w micelach odwrotnych


Hydrożele, czyli sieci polimerowe o strukturze przestrzennej z wodą uwięzioną między jej węzłami, we współczesnym świecie zajmują coraz ważniejsze miejsce. Wykorzystuje się je między innymi w medycynie, przemyśle i technice. Wraz z rozwojem nowoczesnych technologii opracowane zostały metody syntezy nanożeli – usieciowanych makrocząsteczek o nanometrycznych wielkościach. Jedna z nich polega na wykorzystaniu miceli odwrotnych – sferycznych agregatów tworzony przez niektóre środki powierzchniowoczynne w organicznych rozpuszczalnikach niepolarnych. Dzięki unikalnemu zjawisku samoorganizacji cząsteczek surfaktantu, powstaje nanometryczna przestrzeń, którą można wypełnić wodnym roztworem polimeru. Celem pracy jest wytworzenie oraz charakteryzacja nanożeli polimerowych. W badaniach wykorzystywany jest 0,1-molowy roztwór bis(2-etyloheksylo)sulfobursztynianu sodu (znanego pod nazwą handlową AOT) w n-heptanie. W pierwszym etapie pracy optymalizowana jest metoda przygotowania micel odwrotnych, jak również badany jest ich rozmiar oraz stabilność w zależności od stosunku molowego wody do surfaktantu w rozpuszczalniku, sposobu mieszania wody z roztworem soli oraz czasu, w jakim mikroemulsja jest przechowywana.Hydrożele, trójwymiarowe sieci polimerowe z wodą wypełniającą wolne przestrzenie, odgrywają coraz większą rolę. Wraz z rozwojem nowych technologii, rozwijają się też metody ich syntezy i rodzaje otrzymywanych produktów. Wśród klas hydrożeli wyodrębnić można tzw. nanożele, które w przeciwieństwie do klasycznych hydrożeli, są pojedynczymi usieciowanymi makromolekułami o nanometrycznych wymiarach.

Największym wyzwaniem w trakcie syntezy struktur o tak małych wymiarach jest uniknięcie makroskopowego sieciowania łańcuchów. Jedna z dróg syntetycznych rozwiązuje ten problem przy pomocy micel odwrotnych – sferycznych agregatów utworzonych z cząsteczek amfifilowych, otaczających hydrofilowe cząsteczki polimerów w środowisku hydrofobowego rozpuszczalnika. Dzięki zjawisku samoorganizacji cząsteczek surfaktanta, powstaje wolna przestrzeń, swoisty „nanoreaktor”, w którym można zamknąć pewną ilość polimeru rozpuszczonego w wodzie i uchronić go w ten sposób przed usieciowaniem w struktury o niepożądanie dużym rozmiarze. Dodatkowo sterowanie rozmiarem miceli pozwala na sterowanie średnicą powstającej nanocząstki.

Celem prowadzonych badań jest synteza: radiacyjna i fotochemiczna oraz scharakteryzowanie nanożeli polimerowych. Substratami do syntezy są: poli(diakrylan glikolu etylenowego) (PEGDA), poli(kwas akrylowy) (PAA) – polimer czuły na zmiany pH, poli(eter winylowo- metylowy) (PVME) – polimer termoczuły, oraz metakrylan hydroksyetylu (HEMA) – monomer.. Otrzymane nanocząstki zostaną zbadane pod kątem rozmiarów, struktury i stabilności tych parametrów w czasie. Dodatkowo zbadane zostaną zachowania i parametry nanożeli wrażliwych na bodźce.

Praca jest współfinansowana ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju
oraz Międzynarodową Agencję Energii Atomowej.

Dodaj komentarz