Найден способ контролировать синтез трёхмерных полимерных сеток
26.03.2024
Сотрудники лаборатории ионоселективных мембран химического факультета МГУ, созданной в рамках программы мегагрантов, в составе международной исследовательской группы представили новый способ декодирования внутренней структуры полимерных сеток.
Способ позволяет контролировать качество синтеза, сравнивать предполагаемую и фактическую архитектуру и классифицировать сетки по эффективности распределения нагрузки. Работа выполнена в рамках национального проекта «Наука и университеты», который призван поддерживать и развивать научную деятельность и образование в России. Исследование поддержано грантом Минобрнауки №075-15-2022-1117 «Самоорганизующиеся фторированные полимеры для создания перерабатываемых мембран с оптимизированной протонной проводимостью». Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials.
Такие свойства трёхмерных полимерных сеток, как эластичность, деформационная жёсткость и растяжимость контролируются сложным сочетанием химического состава, конформации цепей и топологии сетки. И пока, несмотря на множество исследований, ни один метод не позволял расшифровать внутреннюю организацию сеток.
Учёные химического факультета МГУ с коллегами из Университета Северной Каролины в Чапел Хилл (США) предложили подход, основанный на анализе нелинейной реакции сеток на деформацию. Анализ, сделанный при помощи искусственного интеллекта, дает количественную оценку плотности сшивки полимерных цепей, их гибкости и жёсткости. Метод позволяет получить более точные данные о структуре полимерных сеток и контролировать процесс их синтеза.
«Разработанный нами метод можно назвать важным шагом для будущей реализации принципов искусственного интеллекта в области разработки мягких материалов, — рассказывает один из авторов статьи, м.н.с. лаборатории ионоселективных мембран химического факультета МГУ Евгения Никитина. — Он может быть использован для создания новых материалов с уникальными свойствами, таких как высокая прочность и эластичность, которые можно применять в самых различных отраслях, включая медицину, электронику и авиацию».
Источник: МГУ.