Новая лаборатория
В ИВС РАН в рамках второго мегагранта «Разработка биосовместимых материалов на основе химически модифицированной целлюлозы» организована лаборатория №23 Полимерных биоматериалов и систем под руководством профессора Микко Карттунена (Нидерланды).
Конечной целью проекта является создание и оптимизация методологического подхода к синтезу бионанокомпозитных материалов на основе химически модифицированной целлюлозы. Это включает в себя:
1) разработку методики многомасштабного моделирования данных материалов для прогнозирования их свойств и структуры;
2) проверку результатов моделирования, путем их сравнения с выводами аналитической теории и результатами экспериментальных исследований;
3) создание современной междисциплинарной лаборатории в Институте высокомолекулярных соединений Российской академии наук для разработки новых материалов с использованием методов компьютерного моделирования.
Такой комплексный подход обеспечит создание новой инновационной и масштабируемой платформы для оптимизации и развития биоразлагаемых и биосовместимых полимерных материалов с химически модифицированной поверхности, в первую очередь, бионанокомпозитов для высокотехнологичных экологически безопасных промышленных и биомедицинских применений.
Основной задачей проекта является объединение опыта крупных российских академических и образовательных центров в области исследования полимеров (ИВС РАН, СПбГУ, МГУ), а также внедрение современных научных и технологических методов с целью разработки инновационных промышленных технологий, в первую очередь, в области создания новых материалов для биосовместимой 3D-печати, экологически чистой упаковки, тканевой инженерии и раневых покрытий. Вариантом таких материалов могут являться бионанокомпозиты на основе биоразлагаемых и биосовместимых полимеров с наполнителями в виде наночастиц целлюлозы с химически модифицированной поверхностью, необходимых для улучшения целевых свойств и биосовместимости конечных продуктов.
Запланированные фундаментальные исследования будут сосредоточены на разработке новых феноменологических моделей высокоэффективных полимерных материалов с использованием современных аналитических и вычислительных методов. Эти методы будут верифицированы и откалиброваны с помощью соответствующих комплексных химических и физических экспериментов, с использованием многокомпонентных полимерных систем. Для получения конечных продуктов будут разработаны и оптимизированы методы и подходы химического синтеза. Основной научной целью проекта является разработка и исследование новых биосовместимых композиционных материалов на основе биоразлагаемых полимеров. В частности, в качестве полимерного компонента в таких материалах может использоваться как бактериальная целлюлоза (БЦ), так и различные полиэфиры: полимолочная кислота (ПМК), полигидрооксибутират (ПГБ), поли(капролактон) (ПКЛ). Их свойства будут улучшены и оптимизированы для использования в вышеперечисленных областях применений.