Inventory number IRN Number of state registration
0322РК00868 AP09260760-KC-22 0121РК00398
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 23000000 AP09260760
Name of work
Научные основы синтеза и исследования эластичных и механически прочных полиамфолитных гидрогелей для создания smart-материалов с адаптивной структурой
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Төлеутай Гаухар
0
0
1
1
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский Национальный Исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева"
Abbreviated name of the service recipient НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева»
Abstract

Объектами исследования являются эквимолярные полиамфолитные гидрогели на основе мономеров AMPS-APTAC.

Зерттеу объектілері AMPS-APTAC мономерлері негізіндегі эквимолярлы полиамфолиттік гидрогельдер.

Целью работы является разработка научных основ синтеза эластичных и механически прочных полиамфолитных гидрогелей на основе анионного мономера 2−акриламидо−2−метилпропансульфоновой кислоты (AMPS), катионного мономера 3−акриламидопропилтриметиламмоний хлорида (APTAC) и гидрофильного мономера − N, N−диметилакриламида (DMA), с последующим изучением их физико−химических, реологических и механических свойств.

Бұл жұмыстың мақсаты анионды мономер 2-акриламидо-2-метилпропансульфон қышқылы (АМПС), катионды мономер 3-акриламидопропилтриметиламмоний хлорид (APTAC) және гидрофильді мономер- N, N-диметилакрилат (DMA)негізінде серпімді және механикалық күшті полиамфолиттік гидрогельдердің синтезінің ғылыми негіздерін зерттеу және олардың физика-химиялық, реологиялық және механикалық қасиеттерін зерттеу болып табылады

При выполнении исследовательских работ за 2 год по данному проекту были использованы методы ИК−Фурье спектроскопии, вискозиметрии и анализатор текстуры. Эти методы позволили получить исчерпывающую информацию о структуре, составе и механических свойствах образцов.

Осы жоба қарсаңында, 2 жыл көлемінде ғылыми-зерттеу жұмыстарын жүргізу барсында ИҚ-Фурье спектроскопия, вискозиметрия, текстуралық талдау әдістері қолданылды. Бұл әдістер үлгілердің құрылымы, құрамы, механикалық сипаттамалары туралы жан-жақты ақпарат алуға мүмкіндік берді.

В данной исследовательской работе нашей группой впервые был разработан синтез и получение эквимолярно заряженных гидрогелей, которые имеют сильные (первичные) и жертвенные (вторичные) связи, в результате сильного электростатического взаимодействия и увеличения водородной связи между сегментами мономеров. Эффект ДМА в полимерной системе с его сильными свойствами акцептора водородных связей получился хорошим кандидатом для усиления взаимодействий водородных связей в гидрогелях АМПС-АПТАК. Добавляя ДМА в раствор АМПС-АПТАК, мы смогли обеспечить образование гидрогелей с высоким содержанием полимера. Выход продукта увеличился от 86 % для полимеров С30-0.5/0 до 100% для полимеров С30-0.5/20, что показывает положительный результат, который демонстрирует снижение растворимости в воде и более высокую прочность на разрыв. Согласно полученным данным, синтезированные гидрогели обладают высокой устойчивостью к повторяющимся деформациям благодаря их способности к самовосстановлению.

Ұсынылған зерттеу жұмысында біздің топ алғаш рет күшті электростатикалық әсерлесу және сутегі байлынысының жоғарылауы нәтижесінде бастапқы және құрбандық байланыстары бар эквимолярлы зарядталған гидрогельдердің синтезі мен алынуын дамытты. Полимер жүйесіндегі беиондық ДМА мономерінің сутегі байланысының акцепторлық қасиеттері үлкен, және АМПС-АПТАК гидрогельдеріндегі сутегі байланысының өзара әрекеттесуін жақсарту үшін жақсы үміткер болып шықты. АМПС-АПТАК ерітіндісіне ДМА мономерінің қосуы арқылы біз құрамы жоғары полимерлі гидрогельдердің түзілуін қамтамасыз ете алдық, өнім шығымы С30-0.5/0 полимерлері үшін 86%-дан С30-0.5/20 полимерлері үшін 100%-ке дейін ұлғайланды, өндірілген полимерлер суда еріүінің төмендеуін және жоғары созылу беріктігін көрсетті. Алынған эксперимент мәліметтерге сәйкес, синтезделген гидрогельдер өздігінен емделу қабілетіне байланысты қайталанатын деформацияларға өте төзімді болып табылды.

Ожидается внести вклад в развитие мировой науки в области фундаментальных исследований в биоинженерии, поддерживать престиж казахстанской науки на мировом уровне, развивать новое научное направление в области синтеза и исследования умных полимерных материалов со специальными свойствами, а также в развитии нового подхода для получения биоматериалов, обладающих стимул−чувствительностью, сильной адгезией и механической гибкостью, а также способностью к самовосстановлению. Экономическая и индустриальная заинтересованность определяется также возможностью открытия новых производств, исследовательского центра, открытием новых рабочих мест, дальнейшим развитием науки и технологии в Казахстане.

Биоинженериядағы іргелі зерттеулер саласындағы әлемдік ғылымның дамуына, қазақстандық ғылымның әлемдік деңгейде беделін сақтауға, ерекше қасиеттері бар ақылды полимерлі материалдарды синтездеу және оларды ғылыми зерттеу саласына, сонымен қатар биоматериал алудағы жаңа бағытты дамытуға ықпал ету. Сондай-ақ ынталандырушы-сезімталдық қасиеті бар күшті адгезия және механикалық икемділік және өзін қалпына келу қабілеті бар биоматериалдарды алудың жаңа тәсілін әзірлеу. Экономикалық және өндірістік қызығушылық, Қазақстанда жаңа өндірістерді, ғылыми орталық ашу, жаңа жұмыс орындарын ашу, ғылым мен техниканы одан әрі дамыту мүмкіндігімен анықталады.

Проект находится на стадии проведения лабораторных испытаний

Жоба зертханалық сынақтан өту сатысында

Значимость работы заключается в создании умных полиамфолитных гидрогелей со специальными свойствами, которое может привести к созданию нового наукоемкого кластера в биоинженерии в Казахстане, вовлечению научных кадров и молодежи в научные исследования мирового уровня; увеличению престижа научной деятельности в Казахстане и Казахстанской науки за рубежом. Успешная реализация проекта также позволит разработать совершенно новый подход получения гидрогелей с критически малой концентрацией сшивающего агента, так называемых физических гелей со специальными свойствами как эластичность, упругость и самовосстановление, которые относятся к зеленой химии, известной безопасностью применения.

Жұмыстың маңыздылығы Қазақстанда биоинженерияда жаңа ғылымды қажет ететін кластерді құруға, әлемдік деңгейдегі ғылыми зерттеулерге ғылыми қызметкерлер мен жастарды тартуға әкелетін ерекше қасиеттері бар смарт полиамфолиттік гидрогельдерді құруда; Қазақстандағы ғылыми қызметтің және шетелдегі қазақстандық ғылымның беделін арттыру. Сонымен қатар жобаны сәтті жүзеге асыру иілгіштік , серпімділік және өзін-өзі қалпына келтіру сияқты ерекше қасиеттері бар физикалық гельдер деп аталатын критикалық төмен концентрациясы бар, жасыл химияға қатысты, пайдалануы белгілі қауіпсіз гидрогельдерді алудың мүлдем жаңа тәсілін жасауға мүмкіндік береді.

Потребителями полученных результатов будут научно−исследовательские организации, а также медицинские учреждения, занимающиеся внедрением новых биоматериалов для биоинженерии и тканевой инженерии.

Алынған нәтижелердің тұтынушылары ғылыми-зерттеу ұйымдары, сондай-ақ биоинженерия және тіндік инженерия үшін жаңа биоматериалдарды енгізумен айналысатын медициналық мекемелер болады.

UDC indices
547.057
International classifier codes
31.25.19;
Key words in Russian
полиамфолитные гидрогели; набухание; реологические свойства; механические свойства; напряжение-деформация; модуль Юнга; электростатистическое взаимодействие;
Key words in Kazakh
полиамфолиттік гидрогельдер; ісіну; реологиялық қасиеттер; механикалық қасиеттер; кернеу-деформация; Юнг модулі; электростатикалық өзара әрекеттесу;
Head of the organization Шокпаров Алибек Жумабекович Кандидат педагогических наук /
Head of work Төлеутай Гаухар доктор PhD по специальности - 6D072100 "Химическая технология органических веществ" / доцент