Ученые научились обратимо изменять размеры микрогелей при помощи света

Физики МГУ вместе с коллегами из Германии разработали технологию, которая позволяет обратимо изменять размер микрогелей с помощью света. Под воздействием излучения они смогут изменятся в объеме в несколько раз, что поможет в создании адаптивных датчиков или при доставке лекарств внутри организма.

Управление полимерными структурами открывает широкие возможности для ученых. Так, это позволит создавать из микрогелей миниатюрные контейнеры для транспортировки веществ. Микрогели состоят из сшитых полимерных цепочек и обладают свойством удерживать растворитель. Изменение их размеров вызывает поглощению или высвобождение содержимого.

С помощью изменения химического состава полимера или окружающей среды можно влиять на температуру, при которой изменяется объем микрогелей. Однако в этом случае трудно добиться обратимости изменений, то есть вернуть увеличившийся микрогель в первоначальное состояние. Но если наполнить его светочувствительным веществом, то обратимое изменение размера можно вызвать облучением светом определенной длины волны. Этому и посвящено исследование российских и немецких ученых.

«Для того чтобы микрогели реагировали на свет, их наполняют светочувствительным поверхностно-активным веществом. Когда на это вещество попадает определенное излучение (например, УФ-лучи), начинается процесс изомеризации, то есть изменение пространственного расположения атомов в молекуле. Это приводит к изменению характера взаимодействия молекул между собой и со звеньями микрогеля. В результате микрогель приобретает новые свойства и может изменить свой размер», - рассказала руководитель научной группы, профессор физического факультета МГУ Елена Юльевна Крамаренко.

Физикам удалось в несколько раз изменить линейный размер микрогеля — следовательно, его объем изменился на порядок. Ученые смогли выявить основные физические факторы, определяющие такой значительный эффект, и создать основы для направленного дизайна широкого круга светочувствительных систем.

В будущем специалист планируют изучить кинетику процесса перераспределения ионов разной природы в системе и его влияние на временные характеристики отклика микрогелей на свет.

• #Физика