Технологию ультразвуковой обработки для получения магнитных металлоорганических каркасов на основе альгината натрия разработали ученые Московского государственного университета, 4 апреля сообщает пресс-служба МГУ.

Сам метод обработки был разработан и экспериментально проверен специалистами кафедр радиохимии и высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ, а характеристики и свойства полученных материалов исследовали их коллеги с кафедры радиохимии химфака и физфака МГУ. Результаты исследований ученые опубликовали в журнале Mendeleev Communications.

В настоящее время биомедицина широко использует наночастицы, например, при МРТ-диагностике, для адресной доставки лекарств и лечения онкологических заболеваний путем нагревания отдельных участков тела — гипертермии.

В этих случаях часто применяются наночастицы минерала маггемита на основе оксида железа (III), что обусловлено их безопасностью для человека, а также магнитными свойствами, которые позволяют управлять ими с помощью внешнего магнитного поля, а также настраивать и детектировать их.

При этом главным требованием, предъявляемым к таким наночастицам, является их стабильность, однако магнитные и гидрофильные свойства частиц из маггемита вызывают их слипание, понижающее полезные свойства наноматериала.

Чтобы исключить агрегацию этих наночастиц, ученые с кафедры высокомолекулярных соединений химфакультета МГУ под руководством с. н. с., к. х. н. Василия Спиридонова решили «одеть» их в каркас из природных полимеров, а уточнить свойства модифицированных наночастиц им помогли коллеги с кафедры радиохимии и физфака.

Василий Спиридонов отметил по этому поводу: «Именно специфика строения наночастиц привела к созданию группы, столь разнообразной по научным интересам. Подтверждение природы неорганической компоненты после получения конечного вещества невозможно без привлечения метода Мессбауровской спектроскопии, а магнитные характеристики исследованы группой сотрудников кафедры магнетизма».

Альгинаты были выбраны основой полимерного материала, из-за того что, являясь природным материалом (это производные альгиновой кислоты, содержащейся в бурых и красных водорослях), они биосовместимы, а также обладают хорошей растворимостью и биорезорбцией — безопасно разлагаются в организме.

Синтез композита выполнялся с помощью ультразвуковой обработки. При этом, как пояснил один из авторов работы, с. н. с., к. х. н. Андрей Сыбачин, размер образующихся наночастиц, от которого зависят их полезные качества, во многом определяется свойствами используемой полимерной матрицы.

«Поэтому в ходе экспериментов мы оценивали потенциальную возможность изготовления таких нанокомпозитов данным методом. Поскольку результат был успешным, исследование свойств получившейся конструкции позволяет нам использовать наши данные в дальнейших экспериментах», — сообщил ученый.

Ученые намерены работать как над получением новых композитных материалов, так и над регулированием таких их параметров, как содержание магнитной компоненты. С этими целями разрабатываются методы получения композитов непосредственно регулируемым синтезом, без ультразвука и при комнатной температуре, что значительно удешевит процесс.

Планируются также исследования, которые помогут уточнить структуру получаемых нанокомпозитов, что даст более четкое представление о возможностях применения таких материалов.