Практическое применение полимерных материалов: Возможности и направления
На сегодняшний день, новые полимерные материалы — это одни из наиболее часто запрашиваемых различными отраслями промышленности материалов. Над получением полимеров работают в том числе и специалисты Института химии высокомолекулярных соединений (ИХВС) НАН Украины. Про наиболее интересные, востребованные и перспективные достижения сотрудников этого учреждения рассказал в программе «Наука: поиски и находки» (телеканал УТР) исполняющий обязанности директора института, доктор химических наук, профессор Юрий Васильевич Савельев. Текст выступления опубликован пресс-службой НАН Украины на официальном сайте учреждения. Приводим вашему вниманию адаптированный перевод статьи.
Полимеры имеют множество специфических свойств, благодаря которым практическое применение полимерных материалов находит все больше новых областей. Среди таких свойств — способность к образованию прочных пленок (или волокон), а также способность сопротивляться деформирующим нагрузкам и химически агрессивным средам. Так, введение необходимых функциональных групп в структуру гетерополимеров – позволяет варьировать свойства таких материалов. Это демонстрирует, например, опыт разработки полиуретанов. Собственно говоря, именно изучение полиуретанов как полифункциональных веществ и возможностей их применения для достижения различных целей (получение покрытий, вспененных систем, водных полиуретановых дисперсий, модификация эмалей для создания защитных покрытий) уже более 50 лет является, как отметил профессор Ю.В. Савельев, базовой темой ИХВС НАН Украина.
Эти соединения являются биосовместимыми, а следовательно, кроме применения в строительстве, транспортной инфраструктуре и автомобилестроении, они могут использоваться в медицине. ИХВС НАН Украины имеет многочисленные разработки полимеров, прошедших доклинические и клинические испытания. Научная новизна таких материалов подтверждена патентами. В частности, в медицинскую практику внедрен новый костный имплантат для использования в челюстно-лицевой хирургии — конструкционные детали для остеосинтеза, которые могут дополнительно содержать противотуберкулезные и противоопухолевые препараты.
Одним из весомых достижений института является биологически активный полиуретановый клей, предназначенный для закрытия дефектов тканей и костей во время хирургических операций. Среди изобретений, которые еще только должны пройти доклинические и клинические испытания, но уже имеют технологические регламенты и готовы к использованию на практике, — пенополиуретановый материал, который можно применять как эластичную повязку и временный заменитель кожи. Это особенно важно в медицине катастроф, в работе спасательных служб и в военной медицине. Кроме биосовместимости, этот материал имеет такие свойства, как бактерицидная активность (защита открытой раны от попадания инфекционных возбудителей), автоадгезия (может быть зафиксирован на ране без вспомогательного клеевого крепления), а также предусматривает возможность дополнительного введения в него различных соединений для местного обезболивания. Он (материал) также позволяет вводить и некоторые препараты из индивидуальной аптечки, которой в армии обеспечены все военнослужащие.
Совместно со специалистами Института электросварки имени Е.О. Патона НАН Украина, Института урологии АМН Украины и Киевского национального университета имени Тараса Шевченко сотрудники ИХВС НАН Украины разработали наноструктурированные полиуретановые материалы, синтезированные с добавлением наночастиц золота и серебра. Изобретение обеспечивает человеку комплексную защиту и является не только бактерицидным, но и фунгицидным (противогрибковым). Среди других достижений института — полимеры, защищающие человека от специфических деструктивных факторов (газов и жидкостей) на химических производствах и в условиях военных действий (например, от химической атаки).
К достижениям учреждения принадлежит совместная с Институтом хирургии и трансплантологии имени А.А. Шалимова АМН Украины разработка — полимеров, которые разрушаются в условиях природной среды. Речь идет, в частности, о композиционных материалах для пластики живых тканей, которые, предоставляя этим тканям жесткую фиксацию (например, при пластике грыжи), одновременно обладают способностью рассасываться, не причиняя никакого вреда организму.
Особенно важным комплексным направлением, по которому работают сотрудники института, является строительная химия. Среди разработок института в этой области особое место занимают полиуретановые клеи (адгезивы). Они сохраняют свою эластичность в широком температурном интервале (от -60 до + 20ºС), способны сопротивляться деформирующим и ударным нагрузкам и являются водостойкими. Полиуретановые клеи могут применяться как соединители различных материалов (металла, дерева, камня, пластмассы, линолеума), гидроизоляторы и герметики.
Разработанная еще в 1980-х годах учеными ИХВС НАН Украины технология геополимерозащиты была неоднократно применена при строительстве линий и станций метрополитена в Киеве, Харькове и Днепропетровске.
Профессор Ю.В. Савельев выразил сожаление по поводу того, что рынок строительной химии в Украине заполнен импортной продукцией, — тогда как продукция отечественных производств имеет достаточный потенциал, чтобы этот импорт заместить, ведь базовые модели полимеров могут быть адаптированы к потребностям конкретных потребителей. С целью популяризации преимуществ украинской продукции и защиты интересов украинских производителей полимерных материалов при участии института 3 года назад была создана ассоциация «Укрспецбудхим», в состав которой входят разработчики (в лице института), высшие учебные заведения строительно-архитектурного направления (в частности кафедры строительных материалов), производители (в основном малый бизнес), исполнители работ, а также представители проектных организаций.
Видео опубликовано Аллой Гусаровой на канале YouTube.com.