Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » PDF-файлы » Структура и свойства хитозановых плёнок и покрытий, получаемых из растворителей на основе диоксида углерода под высоким давлением

Структура и свойства хитозановых плёнок и покрытий, получаемых из растворителей на основе диоксида углерода под высоким давлением, страница 2

PDF-файл Структура и свойства хитозановых плёнок и покрытий, получаемых из растворителей на основе диоксида углерода под высоким давлением, страница 2 Физико-математические науки (34264): Диссертация - Аспирантура и докторантураСтруктура и свойства хитозановых плёнок и покрытий, получаемых из растворителей на основе диоксида углерода под высоким давлением: Физико-математичес2019-03-14СтудИзба

Описание файла

PDF-файл из архива "Структура и свойства хитозановых плёнок и покрытий, получаемых из растворителей на основе диоксида углерода под высоким давлением", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 2 страницы из PDF

Petersburg,Russia); «ХI Конференция студентов и аспирантов НОЦ по физике и химииполимеров и НОЦ по нанотехнологиям МГУ», (9 декабря 2011, Москва, Россия);Всероссийская конференция «Актуальные проблемы физики полимеров ибиополимеров», посвященная 100-летию со дня рождения М.В. Волькенштейна иА.А. Тагер», (15-17 октября 2012, Москва, Россия); четвёртая Всероссийскаяшкола-конференция для молодых учёных "Макромолекулярные нанообъекты иполимерные нанокомпозиты", (21-26 октября 2012 Московская область пансионат"Союз", Россия).Диссертационная работа была выполнена при поддержке грантов РФФИ(проектов № 10-03-00886-a, 11-03-01062-a, 12-03-31863 «мол_а»).Личный вкладРезультаты, представленные в работе, были получены либо лично автором,либо при его участии.

В частности, автором были отработаны методики полученияхитозановых композитных пленок и покрытий из растворителей на основедиоксида углерода, наработаны все образцы, подлежавшие исследованию в рамкахработы, а также проведена интерпретация полученных экспериментальныхрезультатов и объяснены наблюдаемые закономерности. Автор лично выполнилвсе эксперименты по АСМ-визуализации макромолекул и провел последующийстатистический анализ их конформации.ПубликацииОсновные результаты по теме диссертации были изложены в 12 печатныхработах, 4 из которых опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК РФ [1-4],8 — в тезисах докладов.7Структура и объём диссертацииДиссертационная работа изложена на 177 страницах печатного текста ивключает 40 рисунков и 18 таблиц.

Диссертация состоит из введения, пяти глав,заключения, выводов и списка цитируемой литературы (170 наименований).Содержание работыВо введении обоснована актуальность темы работы, сформулированы задачи ицели исследования.Первая глава содержит обзор литературы по теме работы. В первой части этойглавы излагается обзор физико-химических и антимикробных свойств хитозана,анализируется растворимость хитозана в водных растворах кислот. Представленыданные о размерах мономерного звена и персистентной длине макромолекулхитозана. Анализируются данные о конформации хитозановых макромолекул вводных растворах кислот и при их осаждении из этих растворов на плоскуюподложку.Во второй части главы анализируется возможность и перспективы примененияск СО2 и угольной кислоты в качестве растворителей хитозана для созданияхитозановых пленок и покрытий.В третьей части главы излагается обзор литературы по получениюхитозановых растворов в классическом растворителе хитозана — уксусной кислотес наночастицами серебра, анализируется механизм формирования наночастицсеребра в этих растворах и закономерности формирования конденсированныхкомпозитных хитозановых пленок из таких растворов.В четвертой части главы излагаются данные о структуре коллагеновой матрицыперикарда биопротезных клапанов сердца и анализируется решение задачиснижения кальцификации матрицы путем её покрытия хитозаном.В пятой части главы ставятся задачи исследования исходя из текущегофундаментально-научного и научно-технического уровня.

Представленыобоснования возможности использования растворителей на основе диоксидауглерода под высоким давлением для создания абсолютно биосовместимыххитозановых пленок и покрытий.Во второй главе представлена экспериментальная часть работы, в которойизложены основные экспериментальные методики и подходы, а также описаныматериалы и оборудование, которые были применены для решения задачисследования.В третьей главе представлены результаты исследования методом АСМ8индивидуальныххитозановыхмакромолекулсразличнойстепеньюацетилирования, осажденных на плоскую подложку слюды из растворов в ск СО2при фиксированных условиях экспозиции (см.

рис.1). Был проведенстатистический анализ серий многих АСМ изображений для каждого исследуемогополимерного образца, в результате были определены: средняя контурная длина,расстояние между концами макромолекул, фактор полидисперсности, высоты надуровнем подложки и показатель экспоненты ν — определяющий корреляциюмежду концами макромолекул и их контурной длиной, согласно уравнению:< 2 >= ∙ 2 ,(1)Рис.

1. АСМ изображения макромолекул, нанесенных на подложку слюды непосредственно израстворов в ск СО2 (Р=70 МПа, Т=70ᵒС, время экспозиции 2-4 часа) для: образца хитозана состепенью ацетилирования 15% (А,Г); образца хитозана со степенью ацетилирования 15% икомплексованного кальцием (Б,Д); образца хитозана со степенью ацетилирования 50%. Размеробласти сканирования (А,Б,В): 4×4 мкм2, (Г,Д,Е): 2×2 мкм2. Масштабная линия 500 нм, шкалавысот 10 нмОбнаружено, чтоплоскую подложку,макромолекулярноговысоком значениидля макромолекул хитозана, осажденных из ск СО2 нахарактерно наличие высокой степени расправленностиконтура как целого, что количественно выражается впоказателя ν=0,78–0,80, что немного выше, чем9характеристическое значение для статистики двумерных случайных блужданийбез самопересечений (рис.1, рис.2).

Завышение показателя ν связано срасправленностью общего макромолекулярного контура в связи со взаимнымстерическим отталкиванием локальных компактизованных участков цепи сэлементами вторичной структуры, в результате чего происходит увеличениеобщей эффективной жесткости цепи (рис.1).Рис. 2. Корреляции между контурными длинами и средним квадратом расстояния между концамицепи для образцов хитозана со степенью ацетилирования 15% и хитозана комплексованного скальцием (степень ацетилирования 15%)Была оценена вероятность макромолекулярных зацеплений в гипотетическойпленке, сформированной последовательным нанесением макромолекул хитозанаиз ск СО2 на подложку при таких условиях:=1,(2)()где ϕ(ν) – поверхностная доля полимера в двумерном клубке, определяетсявыражением:() == 2=2~−2+1(3)Значит, ~2−1 и, следовательно, для большего значение ν, ожидаетсябольшая степень начального взаимного зацепления полимерных цепей впленочныхпокрытиях,которыеможнопотенциальноформироватьпоследовательным нанесением макромолекул из ск СО2.Следовательно, то, что макромолекулы исследованных хитозановых образцовосаждаются из растворов в ск СО2 в виде расправленных структур со сравнительнобольшим значением показателем скейлинговой экспоненты (ν>3/4), являетсяблагоприятным фактором с точки зрения ожидаемой механической стабильностихитозановых покрытий, которые можно потенциально формировать осаждением из10растворов в ск CO2.Путем определения среднего количества молекул на единицу площадиподложки, сканированной АСМ, для каждого из образцов хитозана можно оценитьих достижимую концентрацию в растворе ск СО2.

Считая, что макромолекулыодинаково осаждаются на всю доступную поверхность (включая подложку истенки автоклава), зная общую поверхность, доступную для их осаждения, иповерхностную плотность на подложке по результатам систематических АСМнаблюдений, можно оценить их количество, содержавшееся в объёме автоклава врастворе, и, следовательно, объем занимаемый всеми раствореннымимакромолекулами.

Форму молекулы в среднем аппроксимировали цилиндромдиаметром 2 нм и длиной 300 нм. Тогда объём одной такой молекулы —V ≈ π*1нм2*300нм ≈ 940 нм3. Суммарная площадь внутренней поверхности, накоторую осаждаются молекулы, определяется площадью поверхности камеры,имеющей форму цилиндра (радиус цилиндра – 1см, высота – 3 см), и площадьюповерхности подложки, что в сумме составляет S≈30 см2. Таким образом, оценитьдостижимую концентрацию исследованных хитозановых образцов в ск СО2 можноспомощьюсравнительногоанализаповерхностнойконцентрациивизуализированных макромолекул этих образцов, согласно формуле (4):с= 2 ∗(⁄ ∗ )(4)Где ρ – плотность хитозана, N – среднее число молекул на 1мкм2 , R и L– радиус идлина цилиндра, аппроксимирующего усреднённую макромолекулу хитозана, S –площадь суммарной внутренней поверхности камеры, S* - площадь 1мкм2, V –объем автоклава, где проводилось осаждение из ск СО2.

Полученная оценкадостижимой концентрации является оценкой снизу, поскольку учитывается толькота часть хитозанового материала, которая была осаждена на внутреннююповерхность камеры, однако некоторая неизвестная часть материала может уходитьвместе с раствором при декомпрессии и не давать вклад в приповерхностнуюконцентрацию макромолекул хитозана. Тем не менее, мы полагаем, что онакоррелирует с реальной концентрацией в растворе и может быть использована длясравнительного анализа растворимости различных образцов.Была обнаружена немонотонная зависимость растворимости хитозановыхобразцов от степени ацетилирования в ск СО2, рассчитанной согласно формуле (4),оценка достижимой концентрации хитозановых образцов составила порядка 10-5г/л. Несмотря на то, что данная оценка растворимости является оценкой снизу, вцелом растворимость невелика и слишком мала для практического примененияметода прямого осаждения хитозана из ск СО2 с целью получения покрывающих11всю площадь подложки хитозановых покрытий, однако растворимость хитозана вск СО2 можно улучшить либо повышением давления СО2 (>100МПа), либодобавлением сорастворителей (вода, этанол).Таким образом, в третей главе исследованы закономерности осажденияиндивидуальных хитозановых покрытий при прямом осаждении из растворов в скСО2.

Было показано, что ограниченная растворимость хитозана в этой средеприводит к специфической конформации хитозановых цепей, осажденных наплоскую подложку, а также, что высокая степень расправленностимакромолекулярных контуров позволяет ожидать хорошего качества покрытий,которые можно, потенциально, формировать методом прямого осаждения израстворов в ск СО2.В четвертой главе излагаются результаты исследования структуры и свойствколлагеновой матрицы перикарда теленка (коллаген типа I) с хитозановымпокрытием, полученным нанесением из растворов в угольной кислоте.

В главе 3мы отметили, что существуют две стратегии улучшения растворимости хитозана вск СО2 с сохранением биосовместимых свойств растворителя: использование болеевысоких давлений >100 МПа, или добавление биосовместимых сорастворителей,например воды. Наш экспериментальный поиск мы проводили следуя второйстратегии, а именно, добавляли воду в автоклав и создавали высокое давлениедиоксида углерода (Р=15-30 МПа, Т=20-25ᵒС, время экспозиции — 2-3 часа,). Мыобнаружили, что гораздо лучшей растворимостью хитозан обладает не в ск СО2 сводой в качестве сорастворителя, а в воде занимаемой половину объема автоклаваи насыщаемой СО2 под высоким давлением, то есть в угольной кислоте. Оказалось,что растворимость хитозана в угольной кислоте составляет порядка 10 г/л, взависимости от молекулярной массы хитозана и условий экспозиции (давления,температуры).

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5288
Авторов
на СтудИзбе
417
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее