Версия для слабовидящих
Химики создали клей замедленного действия Печать Email
Новости об инновациях
10.03.2016

Химики из университетов Луизианны и Шеффилда разработали систему, способную превращаться в гель и обратно с заданной скоростью и через заранее определенный промежуток времени. В ее основе лежит ферментативная реакция разложения мочевины, выполняющая роль химических часов. Исследование опубликовано в журнале Angewandte Chemie International Edition, кратко о нем сообщает пресс-релиз Университета Луизианы.

Предложенная авторами смесь состоит из четырех компонентов, два из которых формируют основу будущего геля, а еще два — определяют момент превращения жидкости. В роли последней системы-таймера химики предложили использовать реакцию разложения мочевины на аммиак и углекислый газ, катализируемую ферментом уреазой. В процессе этой реакции происходит плавное уменьшение кислотности среды — аммиак, обладая высокой основностью, постепенно смещает pH в сторону щелочного. 

Реакции, протекающие в системе. Изображение: Elizabeth Jee et al. / Angewandte Chemie International Edition, 2016

Химические реакции протекающие в смеси и зависимости их скоростей от кислотности среды, а также pH от времени протекания реакции с мочевиной. Изображение: Elizabeth Jee et al. / Angewandte Chemie International Edition, 2016

Вещества, образующие гелевую составляющую относятся к высокомолекулярным полиэфирам. Их длинные молекулы содержат на своих концах специальные группы, способные взаимодействовать друг с другом (меркапто-группы в одном случае и акрилатные в другом). Однако, эта реакция протекает быстрее всего в щелочной среде, поэтому интенсивное гелеобразование начинается только лишь спустя некоторое время с момента запуска химических часов, когда уреаза образует достаточное количество аммиака.

Авторам удалось показать, что старт гелеобразования может быть отложен на несколько минут или часов. Кроме того, реакция уреазы с мочевиной самоускоряется уменьшением кислотности среды. Поэтому, если инициировать реакцию гелеобразования в объеме с помощью внесения щелочи извне, то можно пронаблюдать фронт гелеобразования, движущийся со скоростью около десятой доли миллиметра в минуту. Скорость же обратного превращения из геля в жидкость напрямую зависит от исходных концентраций мочевины и гелевых компонентов. Она варьируется в пределах от пяти часов до месяцев.

Процесс превращения жидкость — гель и обратно (сверху). Зависимость эластичности смеси от времени и исходных концентрация (снизу слева). Зависимость времени перехода гель — жидкость от начальных концентраций. Изображение: Elizabeth Jee et al. / Angewandte Chemie International Edition, 2016

Химики отмечают, что созданная ими система может найти применение в медицине в качестве адгезива (клейкой субстанции), со строго определенным сроком жизни. Также ее аналоги могут быть использованы как оболочки для транспортировки лекарственных средств — биосовместимые и разлагающиеся строго в заданный момент времени.

Автор: Владимир Королёв

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/khimiki-sozdali-klei-zamedlennogo-deistviya

 
Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта