Ученые разработали полимер, который под микроскопом напоминает швейцарский сыр. Необычная структура позволит использовать новый материал в точечной доставке лекарств к тканям и органам. Результаты исследования ученых из Санкт-Петербургского государственного университета и Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в международном научном журнале ChemSusChem.

Одна из приоритетных задач современной науки — создание материалов с программируемыми свойствами, которые можно задать еще на этапе производства. Так можно получать изделия, которые будут особым образом реагировать на внешние факторы (температура, свет, давление, химические вещества и многое другое).

Группа ученых предложила новый метод получения полимеров, исходным сырьем для которых служит карбид кальция и углеводы. Карбид кальция — дешевый продукт, который получают в большом количестве для производства ацетилена и промышленного применения. Углеводы полностью возобновляемы, а также широко распространены в природе, например, в виде глюкозы и фруктозы.

Структура полученного полимера похожа на швейцарский сыр: под электронным микроскопом видно, что тысячи отдельных его пор образуют иерархию. Микроскопические «нанодырки» равномерно распределены по всему объему полимера, а в его глубине есть полые сферы с тончайшими перегородками, между которыми нет соединяющих каналов. Это ученым удалось выяснить, срезав тончайшие слои материала (толщиной всего несколько атомов) направленными ионами.

«Оказалось, что полимер хорошо растворяется в одних растворителях и совершенно нерастворим в других, — рассказал один из авторов работы член-корреспондент РАН Валентин Анаников. — Получается, что можно поместить в поры требуемое вещество, которое выйдет из полимера только при определенных условиях. Пока они не наступят, вещество будет законсервировано в порах. Такие материалы сегодня очень востребованы и находят применение, например, в точечной доставке лекарств к определенным тканям и органам».

Структура полимера из карбида кальция и углеводов под электронным микроскопом