Команда Научно-исследовательской мегалаборатории новых силиконовых материалов и технологий под руководством Сергея Миленина, заведующего научно-исследовательской лабораторией ТГПУ им. Л. Н. Толстого, вместе с коллегами из университетов России и Китая предложили новый метод получения диметилсилоксановых полимеров с уретановыми блоками.
Модифицированные полимеры стало возможно перерабатывать с помощью 3D-печати и создавать мягкие и эластичные изделия, которые почти невозможно получить простым литьем.
Полидиметилсилоксаны широко используются во многих сферах производства. В последнее время ведутся разработки по внедрению таких материалов в медицину как основу для создания искусственных сердечных клапанов и сосудов, а также имплантатов в челюстно-лицевой хирургии. Кроме того, синтезированные материалы могут использоваться в качестве покрытий с необходимыми характеристиками, например противообрастающими или антикоррозионными.
Известно, что полидиметилислоксаны не обладают достаточной прочностью. Особая структура таких полимеров также затрудняет их использование в экструзионной 3D-печати.
В качестве решения ученые предложили включить в структуру полимеров уретановые блоки по новой методике с использование реакции азид-алкинового циклоприсоединения. В результате полимер в своей структуре совмещает гибкие и жесткие блоки, способствующие межмолекулярному взаимодействию, что позволяет создавать материалы с различным сочетанием свойств.
Комбинация кремнийорганической и органической частей в полимере также позволила осуществлять 3D-печать такими молекулами методами экструзионной печати. Данный перспективный подход обеспечивает возможность создавать на основе кремния продукты для самых разных применений, включая медицину и легкую промышленность.
Партнерами при проведении исследований стали:
- Институт синтетических полимерных материалов им. А. Н. Ениколопова РАН,
- Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»,
- Институт элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН,
- Физический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова,
- Центр национальной технологической инициативы, МГТУ им. Н. Э. Баумана,
- Государственная ключевая лаборатория гидропривода и мехатронных систем, Чжэцзянский университет,
- Факультет машиностроения, Чжэцзянский университет.
Научно-исследовательская работа кластера силиконовых материалов и технологий — одна из центральных задач стратегического проекта «Региональный научно-образовательный кластер химбиотехнологий» программы «Приоритет-2030», реализуемой Университетом Льва Толстого.
