MEKhANIChESKIE SVOYSTVA GELEY AL'GINATA NATRIYa I NANOChASTITs PRIRODNOGO PROISKhOZhDENIYa DO I POSLE SShIVANIYa IONAMI KAL'TsIYa

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Полисахарид альгинат натрия и нанотрубки природной глины галлуазита в водной среде образуют трехмерную структуру, обладающую реологическими свойствами тиксотропного геля. Исследованы закономерности изменения механических свойств гелей при изменении концентрации полимера при сдвиговом напряжении ниже и выше значений предела текучести. Показано, что гели характеризуются высокими значениями модуля накопления G' и предела текучести σy, которые растут с концентрацией альгината натрия согласно степенным зависимостям: G' ~ C2,4 и σy ~ C2,0. Это объясняется увеличением количества топологических зацеплений между макромолекулами, формирующими двойную сетку вместе с перколяционной структурой нанотрубок за счет нековалентных взаимодействий. Показано, что при напряжениях выше предела текучести гели текут, а их вязкость падает при увеличении скорости сдвига. Эти зависимости имеют низкие значения индексов течения, так как компоненты геля связаны нековалентными взаимодействиями и могут выстраиваться вдоль направления течения. Реологические свойства полученных гелей альгината натрия и нанотрубок галлуазита делают их перспективными для использования в качестве чернил для экструзионной 3D-печати. Проведено сравнительное исследование механических свойств при одноосном сжатии гелей, сшитых ионами кальция. Показано, что модуль Юнга сшитых гелей, содержащих перколяционную сетку нанотрубок, на полпорядка выше, чем аналогичных гелей альгината натрия без нанотрубок. Повышение концентрации альгината натрия позволяет дополнительно увеличить значения модуля Юнга в несколько раз, поскольку возрастает количество цепей, сшиваемых ионами кальция.

Авторлар туралы

V. Molchanov

Email: molchan@polly.phys.msu.ru

A. Storozhuk

O. Filippova

Әдебиет тізімі

  1. Liu J., Sun L., Xu W., Wang Q., Yu S., Sun J. // Carbohydr. Polym. 2019. V. 207. P. 297.
  2. Li Z., Lin Z. // Aggregate. 2021. V. 2. № 2. P. 1.
  3. Rastogi P., Kandasubramanian B. // Biofabrication 2019. V. 11. № 4. P. 42001.
  4. Liu X., Qian L., Shu T., Tong Z. // Polymer. 2002. V. 44. № 2. P. 407.
  5. Stokke B.T., Draget K.I., Smidzrod O., Yuguchi Y., Urakawa H., Kajiwara K. // Macromolecules. 2000. V. 33. P. 1853.
  6. Glukhova S.A., Molchanov V.S., Lokshin B.V., Rogachev A.V., Tsarenko A.A., Patsaev T.D., Kamyshnisky R.A., Philippova O.E. // Polymers. 2021. V. 13. № 23.
  7. Draget K.I., Stokke B.T., Yuguchi Y., Urakawa H., Kajiwara K. // Biomacromolecules. 2003. V. 4. № 6. P. 1661.
  8. Wei J., Wang B., Li Z., Wu Z., Zhang M., Sheng N., Liang Q., Wang H., Chen S. // Carbohydr. Polym. 2020. V. 238. P. 116207.
  9. Kawaguchi M., Fukushima T., Hayakawa T., Nakashima N., Inoue Y., Takeda S., Okamura K., Taniguchi K. // Dent. Mater. J. 2006. V. 25. № 4. P. 719.
  10. Munoz-Perez E., Perez-Valle A., Igarina M., Santos-Vizcaino E., Hernandez R.M. // Biomater. Adv. 2023. V. 149. P. 213414.
  11. Dutta S.D., Hexiu J., Patel D.K., Ganguly K., Lim K.T. // Int. J. Biol. Macromol. 2021. V. 167. P. 644.
  12. Glukhova S.A., Molchanov V.S., Chesnokov Y.M., Lokshin B.V., Kharitonova E.P., Philippova O.E. // Carbohydr. Polym. 2022. V. 282. P. 119106.
  13. Grasdalen H. // Carbohydr. Res. 1983. V. 118. P. 255.
  14. Lee K.Y., Mooney D.J. // Prog. Polym. Sci. 2012. V. 37. № 1. P. 106.
  15. Rinaudo M. // Polym. Bull. 1992. № 27. P. 585.
  16. Massaro M., Noto R., Riela S. // Molecules. 2020. V. 25. № 20. P. 4863.
  17. Yuan P., Tan D., Annabi-bergaya F. // Appl. Clay Sci. 2015. V. 112–113. P. 75.
  18. Shishkhanova K.B., Molchanov V.S., Baranov A.N., Kharitonova E.P., Orekhov A.S., Arkharova N.A., Philippova O.E. // J. Mol. Liq. 2023. V. 370. P. 121032.
  19. Sikorski P., Mo F., Skják-Breek G., Stokke B.T. // Biomacromolecules. 2007. V. 8. № 7. P. 2098.
  20. Peak C.W., Stein J., Gold K.A., Gaharwar A.K. // Langmuir. 2018. V. 34. № 3. P. 917.
  21. Jin Y., Liu C., Chai W., Compaan A., Huang Y. // ACS Appl. Mater. Interfaces 2017. V. 9. № 20. P. 17456.
  22. Murab S., Gupta A., Włodarczyk-Biegun M.K., Kumar A., van Rijn P., Whitlock P., Han S.S., Agrawal G. // Carbohydr. Polym. 2022. V. 296. № August.
  23. Hernández R., Sacristán J., Mijangos C. // Macromol. Chem. Phys. 2010. V. 211. № 11. P. 1254.
  24. Edwards S.F., Doi M. // Faraday Trans. 2 Mol. Chem. Phys. 1978. V. 74. № 11. P. 1818.
  25. Heo Y., Larson R.G. // Macromolecules. 2008. V. 41. № 22. P. 8903.
  26. Lopez C.G., Voleske L., Richtering W. // Carbohydr. 2020. V. 234. P. 115886.
  27. Zhou L., Fu J., He Y. // Adv. Funct. Mater. 2020. V. 30. P. 2000187.
  28. Wu D., Yu Y., Tan J., Huang L., Luo B., Lu L., Zhou C. // Mater. Des. 2018. V. 160. P. 486.
  29. Malkin A.Y., Isayev A.I. // Rheology: Concepts, Methods, and Applications. Toronto, 2017.
  30. Kuleznev V.N., Manenkova V.N. // Неизотермическое течение дисперсных, полимерных и жидкокристаллических систем: структурный подход. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2016.
  31. Moller P.C.F., Mewis J., Bonn D. // Soft Matter. 2006. V. 2. № 4. P. 274.
  32. Xu Y., Arens A.D., Stokes J.R. // J. Colloid Interface Sci. 2017. V. 496. P. 130.
  33. Gasbarro N.M., Solomon M.J. // Rheol. Acta. 2019. V. 58. № 11–12. P. 729.
  34. Williams A.H., Roh S., Jacob A.R., Stoyanov S.D., Hsiao L., Velev O.D. // Nat. Commun. 2021. V. 12. № 1. P. 1.
  35. Roman J., Neri W., Fierro V., Celzard A., Bentaleb A., Ly I., Zhong J., Derré A., Poulin P. // Nano Today. 2020. V. 33. P. 100881.
  36. Li H., Tan C., Li L. // Mater. Des. 2018. V. 159. P. 20.
  37. Dávila J.L., d'Ávila M.A. // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2019. V. 101. № 1–4. P. 675.
  38. Bakarich S.E., Beirne S., Wallace G., Spinks M. // J. Mater. Chem. B. 2013. V. 1. P. 4939.
  39. Giuseppe M. Di, Law N., Webb B., Macrae R.A., Sercombe T.B., Dilley R.J., Doyle B.J., Liew L.J. // J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2018. V. 79. № September 2017. P. 150.
  40. Tavsani B., Okay O. // Carbohydr. Polym. 2019. V. 208. P. 413.
  41. Dayal M.S., Catchmark J.M. // Carbohydr. Polym. 2016. V. 144. P. 447.
  42. Serafín A., Murphy C., Rubio M.C., Collins M.N. // Mater. Sci. Eng. C. 2021. V. 122. P. 111927.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».