close
Елена Кожунова
Российские ученые создали компьютерную модель, с помощью которой можно изучать внутреннюю структуру, свойства и синтез частиц микрогеля. Результаты работы позволяют расширить область применения таких материалов. Статья появилась в журнале Scientific Reports. Исследования поддержаны грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда.
Микрогели – это частицы нанометрового размера, состоящие из сшитых между собой полимерных цепочек. Такие вещества используются в медицине, потому что они изменяют свои размеры при нагревании до температуры человеческого тела. Такие микрогели могут входить в состав лекарственных капсул направленного действия (доставка лекарства происходит в заданную область организма, ткани или клетки) или специальных пластырей для ускорения заживления ран. Хотя учеными разных стран ведутся разработки по использованию микрогелей в медицине, фармацевтике, косметологии и легкой промышленности, их широкое применение ограничено. Компьютерная разработка команды физиков МГУ имени М. В. Ломоносова позволяет решить эту проблему.
READ Магнитные бури в октябре 2019 года: названы точные даты
«Теперь мы можем точно знать, сколько времени надо проводить реакцию синтеза микрогелей, какие вещества предпочтительнее использовать, как контролировать рост частиц, чтобы потом получить качественный готовый продукт», – объясняет руководитель проекта Елена Кожунова, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник физического факультета МГУ.
Каждая молекула вещества (мономер) в процессе синтеза микрогеля образует структурное звено и может многократно соединяться с другими мономерами. Так происходит рост полимерных (то есть состоящих из мономеров) цепей, и из низкомолекулярного вещества формируется высокомолекулярное соединение, синтез которого получил название «полимеризация». Для микрогелей это достаточно долгий процесс. «Это сложные, плохо поддающиеся изучению водорастворимые системы, и делать выводы только по данным экспериментов непросто. Именно поэтому так важно создать компьютерную модель микрогелей, – поясняет Елена Кожунова, – это значительно упрощает работу». В зависимости от заданных параметров – растворителей, реактивов, концентрации исходных веществ – можно достаточно быстро получить результаты синтеза на мониторе.
READ 38 идеальных идей для маникюра
Для создания модели была сформирована группа экспериментаторов и теоретиков, занимающихся компьютерным моделированием. Исследования велись параллельно, и в результате ученые-теоретики получили точную модель эксперимента, который проводили практики. Благодаря современным суперкомпьютерам (все расчеты выполнены на суперкомпьютере «Ломоносов-2» НИВЦ МГУ) ученые впервые смогли достаточно подробно изучить и описать протекание всего процесса синтеза, итоговую структуру с точностью до связей между частицами. В специальных программах можно посмотреть на частицу микрогеля, проанализировать положения отдельных полимерных цепочек, предсказать необходимое время реакции в зависимости от заданных параметров.
С помощью новой компьютерной модели, как говорят ученые, можно регулировать процесс производства микрогелей в зависимости от нужных характеристик будущего продукта. А это, в свою очередь, открывает новые возможности применения микрогелей в различных отраслях науки и промышленности.
READ Бродвейская история на сцене МДМ | Teneta NEWS
