Печать
Просмотров: 4411

Научная группа профессора Р.М. Исламовой

Обновлено

Научная группа кафедры химии высокомолекулярных соединений

Функциональные полисилоксаны и материалы на их основе

Состав

Руководитель

vms Islamova RM

Исламова Регина Маратовна

д.х.н., профессор

r.islamova@spbu.ru

Pure

Аспиранты

foc Dobrinin MV

Добрынин Михаил Валерьевич

аспирант 3 года обучения, инженер-исследователь

Тема диссертации: Получение новых графт-сополимеров на основе модифицированной целлюлозы и полисилоксанов (глико-силиконов)

st017490@student.spbu.ru

Pure

 

foc Deryabin KV

Дерябин Константин Валерьевич

аспирант 3 года обучения, инженер-исследователь

Тема диссертации: Функциональные полимерные материалы с фото- и электроактивными центрами

st017488@student.spbu.ru

Pure

Студенты

vms Kalchenko AV

Кальченко Алексей Владимирович

магистратура 2 курс

Тема: Разработка методов получения люминесцентных силиконовых резин с помощью катализаторов платиновой группы

fallenangell46@mail.ru

Baranovskiy Egor Mihaylovich

Барановский Егор Михайлович

бакалавриат 3 курс

Тема: Синтез иридийсодержащих (со)полисилоксанов с помощью реакций Click-Chemistry

baranovskij.1985@mail.ru

Pure

foc Ignatova Nina

Игнатова Нина Александровна

бакалавриат 3 курс

Тема: Металлополимерные комплексы на основе соединений Fe(III), Co(II), Ni(II) и (олиго/поли)силоксанов

nina.ignatova22.02@mail.ru

Pure

vms Lobanovskaya EK

Лобановская Екатерина Константиновна

бакалавриат 3 курс

Тема: Ферроценилсодержащие силиконы: получение и свойства

katya120500@mail.ru

Pure

Тематика № 1

Базовые силиконовые резины и материалы на их основе

1. Гидросилилирование полисилоксанов с помощью катализаторов платиновой группы

Гидросилилирование олефинов является ключевой реакцией для получения промышленно важных кремнийорганических соединений. Особое практическое значение имеет каталитическое гидросилилирование для сшивания силиконовых каучуков и получения на их основе резин/вулканизатов с рядом полезных свойств. К этим свойствам относится устойчивость к действию высоких и низких температур, хорошие электроизоляционные характеристики, стойкость к облучению, масло- и бензостойкость при термических нагрузках, высокая химическая и биологическая инертность, долговечность и экологическая безопасность и др.

Мы занимаемся поиском и разработкой катализаторов направленного действия для гидросилилирования и создаём на их основе новые полимерные композиции с улучшенными характеристиками.

На сегодняшний день нами предложены относительно недорогие, доступные, эффективные и одновременно селективные катализаторы платиновой группы как альтернатива импортному катализатору Карстедта, который используется в большинстве производственных процессов сшивания силиконовых каучуков.

С помощью наших платиновых катализаторов была получена композиция «умный пластилин» для моделирования, копирования и изготовления поделок и слепков с различных предметов и поверхностей.

mandibula 

Molecules. 2016. V. 21. P. 311-321. DOI:10.3390/molecules21030311. IF 3.060.

ChemPlusChem. 2015. V. 80, N 11. Р. 1607-1614. DOI: 10.1002/cplu.201500327. IF 3.441.

Патент на изобретение RU № 2579143 С1 от 14.04.2015.

Получены термически устойчивые люминесцирующие силиконовые резины с помощью новых иридиевых катализаторов. Это позволяет создавать светящиеся силиконовые покрытия с контролируемой толщиной слоя и существенно расширяет потенциальные возможности применения такого рода материалов (включая специальные покрытия для пассивных систем терморегуляции космических аппаратов (DOI:10.1007/978-3-319-19309-0_5)).

Catalysis Science & Technology. 2017. V. 7. No. 24. P. 5843-5846. DOI: 10.1039/c7cy02013a. IF 5.726.

Патент на изобретение RU № 2579117 C1 от 10.03.2015.

Интервью Регины Маратовны культурно-политическому журналу «Э-Вести»

Предложены родиевые катализаторы, которые позволяют при комнатной температуре получать высокоэластичные силиконовые резины без дефектов (трещин, пузырьков, микроповреждений).

IMG01 1

Journal of Catalysis. 2019. V. 372. P. 193–200. DOI: 10.1016/j.jcat.2019.03.004. IF 7.723.


2. Перекисная вулканизация полисилоксанов

Альтернативой каталитическому гидросилилированию для получения силиконовых резин является перекисная вулканизация при повышенных температурах (> 100 °С). Однако использование традиционных органических пероксидов в качестве источников свободных радикалов приводит к образованию механически непрочных силиконовых вулканизатов (без наполнителей) со структурными дефектами (вследствие выделения газообразных продуктов). Введение ингибиторов в реакционные смеси усложняет процесс и способствует загрязнению получаемого продукта. Актуальным является поиск новых инициаторов перекисной вулканизации, близких по структуре к силиконам, которые позволяют решать указанные выше проблемы. Совместно с лабораторией гомолитических реакций (ИОХ РАН, Москва) нами предложены и изучены новые винил-селективные кремнийорганические пероксиды, с помощью которых без использования ингибиторов при (150–200) °C получены антибактериальные силиконовые резины с улучшенными механическими характеристиками.

New Journal of Chemistry. 2018. V. 42. No. 18. P. 15006–15013. DOI: 10.1039/C8NJ02499E. IF 3.069.

Тематика № 2

Гибридные полисилоксаны и материалы на их основе

1. Полисилоксаны с электроактивными центрами

Разработка эффективных методов получения новых smart, а также «super-smart» полимеров и создание на их основе материалов и устройств, обладающих наиболее значимыми для дальнейшего использования свойствами, относится к числу приоритетных направлений Стратегии научно-технологического развития РФ и актуальных задач развития современной химии.

Мы синтезируем принципиально новые, гибридные металлосодержащие (со)полисилоксаны (отличающиеся наличием электропроводящих фрагментов в своей структуре) для создания на их основе гибких электрохимических датчиков, биосенсоров, устройств молекулярной электроники, жидких кристаллов в нелинейных оптических системах и др.

На сегодняшний день нами получены уникальные ферроценилсодержащие силиконы, которые нашли свое применение в составе нейроимплантов медицинского назначения, направленных на лечение тяжёлых неврологических заболеваний и тренировки нарушенных функций (двигательная активность, висцеральные системы, зрение, слух) совместно с проф. П.Е. Мусиенко, Институт трансляционной медицины СПбГУ.

Ris. 8

Грант РФФИ № 18-33-20062. Проект: «Направленный синтез и свойства электропроводящих силиконовых материалов для нейроимплантов медицинского назначения» (руководитель: проф. Исламова Р.М.). 2019–2020.

Applied Organometallic Chemistry. 2019. DOI: 10.1002/aoc.5300. IF 3.259.

Organic & Biomolecular Chemistry. 2019. V. 17. Р. 5545-5549. DOI: 10.1039/C9OB00791A. IF 3.490.

Ris. 4


2. . «Самозаживляемые» (self-healing) силиконовые материалы

Самовосстанавливающиеся материалы являются одной из перспективных и быстро развивающихся областей материаловедения. Самовосстанавливающиеся полимеры необходимы для создания сверхгибких сенсоров, актуаторов и стимул-чувствительных материалов (включая искусственную кожу, или “second skins”), аддитивных технологий и др. гибких устройств.

Мы синтезируем комплексы (со)полисилоксанов с металлоцентрами (железо, никель, кобальт, и др.) и получаем на их основе самовосстанавливающиеся эластомеры и стимул-чувствительные материалы, которые можно использовать как для создания искусственных мышц (Nature Chem. 2016. 8, № 6. 618–624), так и гибких сенсоров (Adv. Sci. 2019. 1900186).

Ris. 5

Грант РФФИ № 19-33-90134. Проект: «Получение и исследование комплексов (со)полисилоксанов с электроактивными центрами как самовосстанавливающихся материалов» (руководитель: Исламова Р.М., исполнитель: Дерябин К.В.). 2019–2021.


3. Глико-силиконы

Целью данного направления является разработка методов получения принципиально новых полимеров — глико-силиконов, сочетающих в своей структуре различные по природе фрагменты — гидрофобные и гидрофильные (полисилоксаны и поли/олигосахариды, соответственно), а также материалов на их основе: ПАВ нового поколения, усилители проникновения лекарственных препаратов через кожу, модификаторы поверхности в косметологии и медицине и др. На данный момент были получены гликосиликоны на основе модифицированной целлюлозы, которые могут найти применение в составе косметической пудры (присыпки).

Ris. 9

Грант РФФИ № 19-33-90130. Проект: «Направленный макромолекулярный дизайн гибридных структур графт-сополимеров на основе полисилоксанов и сахаридов» (руководитель: Исламова Р.М., исполнитель: Добрынин М.В.). 2019–2021.

Публикации

  • Deriabin, K.V., Lobanovskaia, E.K., Novikov, A.S., Islamova, R.M. // Organic & Biomolecular Chemistry. 2019. V. 17. P. 5545–5549. DOI: 10.1039/C9OB00791A
  • Dobrynin, M.V, Pretorius, C., Dumisani V.K., Roodt, A., Boyarskiy, V.P., Islamova, R.M. // Journal of Catalysis. 2019. V. 372. P. 193–200. DOI: 10.1016/j.jcat.2019.03.004
  • Deriabin, K. V., Yaremenko, I. A., Chislov, M. V., Fleury, F., Terent’ev, A. O., & Islamova, R. M. // New Journal of Chemistry. 2018. V. 42. No. 18. P. 15006–15013. DOI: 10.1039/C8NJ02499E
  • Islamova R.M., Dobrynin M.B., Vlasov A.V., Eremina A.A., Kinzhalov M.A., Kolesnikov I.E., Zolotarev A.A., Masloborodova E.A., Luzyanin K.V. // Catalysis Science & Technology. 2017. V. 7. No. 24. P. 5843-5846. DOI: 10.1039/c7cy02013a.
  • Masloborodova E.A., Kaganova E.V., Gusakova N.S., Agibalova L.V., Maretina E.Yu., Baranets I.V., Islamova R.M. // Rus. J. Gen. Chem. 2017. V. 87. No. 5. Р. 1038–1046. DOI: 10.1134/S1070363217050243.
  • Islamova R.M., Dobrynin M.V., Ivanov D.M., Vlasov A.V., Kaganova E.V., Grigoryan G.V., Kukushkin V.Yu. // Molecules. 2016. V. 21. No. 3. P. 311-321. DOI:10.3390/molecules21030311.
  • Islamova R.M. // Rus. J. Gen. Chem. 2016. V. 86, No. 1. P. 125-143. DOI: 10.1134/S1070363216010217.
  • Demakova M.Ya., Bolotin D.S., Bokach N.A., Islamova R.M., Starova G.L., Kukushkin V.Yu. // ChemPlusChem. 2015. V. 80, No. 11. Р. 1607-1614. DOI: 10.1002/cplu.201500327.
  • Islamova R.M., Vlasov A.V., Dobrynin M.V., Masloborodova E.A., Kaganova E.V. // Rus. J. Gen. Chem. 2015. V. 85, No. 11. Р. 2609–2613. DOI: 10.1134/S1070363215110171.
  • Islamova R.M., Yarmukhamedova E.I. // Rus. J. Gen. Chem. 2014. V. 84, No. 12. Р. 2526–2528. DOI: 10.1134/S1070363214120354.
  • Islamova R.M., Nazarova S.V., Ageeva T.A., Koifman O.I. // Mendeleev Comm. 2013. V. 23, No. 5. P. 279-281. DOI: 10.1016/j.mencom.2013.09.014.

Гранты

  • Грант РФФИ № 19-33-90130. Проект: «Направленный макромолекулярный дизайн гибридных структур графт-сополимеров на основе полисилоксанов и сахаридов» (руководитель: Исламова Р.М., исполнитель: Добрынин М.В.). 2019–2021.
  • Грант РФФИ № 19-33-90134. Проект: «Получение и исследование комплексов (со)полисилоксанов с электроактивными центрами как самовосстанавливающихся материалов» (руководитель: Исламова Р.М., исполнитель: Дерябин К.В.). 2019–2021.
  • Грант РФФИ № 18-33-20062. Проект: «Направленный синтез и свойства электропроводящих силиконовых материалов для нейроимплантов медицинского назначения» (руководитель: Исламова Р.М.). 2019-2020.
  • Грант РФФИ № 18-33-00769 мол_а. Проект: «Получение силиконовых резин с улучшенными физико-химическими характеристиками с помощью реакции гидросилилирования» (руководитель: Добрынин М.В.). 2018-2019.
  • Договор с ИВС РАН в рамках совместного гранта Правительства РФ для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских вузах и научных организациях, проект «Разработка биосовместимых материалов на основе химически модифицированной целлюлозы» (руководитель: Исламова Р.М.). 2017-2019.
  • Договор с ФГУП «НИИСК» на проведение совместных научных исследований и выпуск опытных партий силоксановых композиций в рамках совместного проекта ФЦП по приоритетному направлению «Индустрия наносистем». Проект: «Разработка новых экологически безопасных каталитических систем для отверждения по реакции гидросилилирования биологически инертных силоксановых эластомерных материалов, предназначенных для сенсорного и креативного развития детей раннего и школьного возраста» (руководитель: Исламова Р.М.). 2014-2016.
  • Грант РФФИ № 14-03-00260-а. Проект: «Структура и свойства полимеров винилового ряда, синтезированных на основе высокоэффективных инициирующих/каталитических систем направленного действия» (руководитель: Исламова Р.М.). 2014-2016.
  • Конкурс грантов для кадровой поддержки научных исследований, проводимых ведущими учеными СПбГУ, приказ № 2006/1 от 17.04.2014. (руководитель: Исламова Р.М.)

Новости