В будущем такие «контейнеры» позволят безопасно хранить водород и смогут стать оболочкой для лекарств пролонгированного действия. На эти исследования политехники получили крупный трехгодичный грант — 24 млн рублей — от Российского научного фонда.
«Наше исследование находится на стыке органической и неорганической химии. Органические молекулы и неорганические ионы металлов могут собираться в каркасы, где ионы соединяются органическими молекулами. В результате получается материал, имеющий строго упорядоченную структуру на наноуровне. Этот материал имеет ячейки заданного размера. А мы можем регулировать размеры этих ячеек, и туда избирательно могут входить молекулы определенных веществ. Можно сказать, что такие материалы будут выполнять роль „наноконтейнеров“», — рассказывает научный руководитель проекта, профессор кафедры биотехнологии и органической химии Томского Политехнического Университета (ТПУ) Андрей Хлебников.
Применять «наноконтейнеры» можно, например, в водородной энергетике.
«Можно так подобрать размер ячеек, что туда будут входить небольшие по размеру молекулы — например, водород, а более крупные молекулы — нет. „Контейнер“ впитывает газ, как губка. Такие наносетки можно использовать для хранения водорода или для разделения газов», — отмечает Хлебников.
Материалы, создаваемые томскими учеными, также могут выполнять роль катализаторов в различных химических реакциях. Еще одна область возможного применения «наноконтейнеров» — доставка лекарственных веществ в организм для их пролонгированного действия. «В этом плане, конечно, потребуются дополнительные исследования совместно с биологами и фармакологами», — говорит ученый.
Сейчас перед учеными стоит задача создать широкий ряд органических молекул, которые послужат соединительными звеньями между ионами металлов.
«Над этой темой уже работали наши новосибирские коллеги. У них есть успешный опыт создания таких каркасов, но они использовали ряд уже известных органических молекул. Мы же работаем над созданием новых, чтобы расширить этот ряд. То есть наша цель — получить новые вещества, на их основе синтезировать материалы, которые позволят нам решать самые разные задачи», — поясняет Андрей Хлебников.
По его словам, создание подобных каркасов из органических молекул и ионов металлов — сейчас одна из самых актуальных задач в химической науке.
«Публикации по этой тематике занимают лидирующее положение по цитируемости. Заметное возрастание интереса к этой научной проблеме наблюдается последние несколько лет», — говорит профессор.
Для работы над этим проектом в Томском политехе сейчас формируется целая команда ученых из разных городов. В ТПУ исследованием занимаются на кафедре биотехнологии и органической химии четыре доктора наук. Кроме того, одно из условий получения гранта от Российского научного фонда — это привлечение молодых ученых.
«Мы собрали команду, которая включает двух кандидатов наук, которые совсем недавно защитились. Это Евгений Семитут из Новосибирска и Анастасия Кузнецова из Красноярска. По условиям гранта, они должны приехать в ТПУ. В работе также участвуют аспиранты нашей кафедры, два исследователя из Новосибирска, из Института неорганической химии имени А.В. Николаева СО РАН, также из Алтайского государственного технического университета двое ученых будут участвовать в работе», — говорит Андрей Хлебников.
Добавим, в ближайших планах у ученых апробировать технологию сборки «контейнеров» вместе с новосибирскими коллегами.
Пресс-служба ТПУ
