Ученые синтезировали чистый гидрогель магнетита и исследовали его свойства. Новое вещество можно использовать как для очистки воды от тяжелых металлов, так и для адресной доставки лекарств. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ).
Гидрогели – гелеподобные материалы, содержащие в структуре большое количество воды. В основном такие материалы используются в качестве поглощающих веществ (сорбентов) для связывания токсичных агентов или как “умные” хранилища воды для аграрных задач, но также активно развиваются и другие области применения таких материалов, например, доставка лекарств, тканевая инженерия и создание сенсоров.
В ходе исследования группе ученых из Университета ИТМО совместно с коллегами из Македонии и Израиля впервые удалось получить высокомагнитный гидрогель, состоящий исключительно из магнетита и воды, причем содержание последней в материале может составлять до 94% по массе и 99% по объему. Гидрогель состоит из связанных между собой наночастиц магнетита и образует пространственную сетку, которая поддерживает структуру материала.
“В поры этого геля можно загружать различные вещества. В нашей статье мы говорим о том, что есть возможность загрузить органические молекулы или какие-либо лекарственные препараты. Также данный материал биосовместим, что делает возможным его дальнейшее применение в адресной доставке лекарств”, – рассказала один из авторов работы, магистрант Университета ИТМО Елизавета Анастасова.
Полученный гидрогель представляет собой темно-коричневую гелеобразную субстанцию, которая притягивается магнитом. Полученный материал отличается простотой состава, мягкими условиями получения и высокой степенью биосовместимости (способности встраиваться в человеческий организм).
Исследованные гидрогели могут избирательно поглощать из среды определенные вещества, например, ионы хрома и свинца, благодаря чему их можно использовать в качестве сорбентов. Этому способствует большая удельная поверхность гидрогеля и большой объем пор (их средний диаметр – 15 нанометров, в несколько тысяч раз тоньше человеческого волоса). В результате гидрогель оказывается на 225% более эффективным сорбентом, чем отдельные частицы магнетита, которые также используются для удаления веществ из среды. Полученный сорбент почти не теряет своей эффективности при повторном применении.
Еще одно интересное свойство гидрогеля – его тиксотропия: вещество становится менее вязким при механическом воздействии и сгущается в состоянии покоя. Благодаря этому можно добиться контролируемого высвобождения добавок, например, функциональных молекул и лекарственных средств, которые вносятся в состав перед образованием геля. (nanonewsnet.ru/Химия Украины и мира)