Герасименко А.Ю.
ЛАЗЕРНОЕ СТРУКТУРИРОВАНИЕ АНСАМБЛЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК ДЛЯ СОЗДАНИЯ БИОСОВМЕСТИМЫХ УПОРЯДОЧЕННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полный текст:

Изложены результаты создания и исследования свойств композиционных материалов, полученных при лазерном нагреве водно-альбуминовой дисперсии однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ) до образования устойчивого твердого состояния. Методом молекулярной динамики показана возможность образования внутреннего упрочняющего каркаса из ансамбля ОУНТ путем их связывания в местах дефектов под действием лазерного нагрева до температуры 80–100 °С. На основе анализа спектра комбинационного рассеяния композиционного материала описан процесс связывания атомов кислорода аминокислотных остатков альбумина с атомами углерода ОУНТ. С помощью сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии исследована внутренняя структура и поверхность композиционных материалов, размер пор в которых находится в диапазоне 30–120 нм.

Автор выражает благодарность профессору, д.ф.-м.н. Подгаецкому В.М. и научному коллективу кафедры биомедицинских систем МИЭТ за помощь в проведении экспериментальных работ и обсуждении результатов, а также научному коллективу профессора, д.ф.-м.н. Глуховой О.Е. за помощь в проведении теоретических исследований, в том числе с использованием программного продукта KVAZAR (www.nanokvazar.ru).

Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации 14.Y30.17.1328-МК от 22 февраля 2017 г.

Ключевые слова: лазерное излучение, структурирование, каркас, углеродные нанотрубки, дефекты, композиционные материалы, альбумин, биосовместимость

Герасименко Александр Юрьевич – к. ф.-м. н., доцент, Национальный исследовательский университет «МИЭТ»; тел.: +7(926) 7029778, e-mail: gerasimenko@bms.zone

  1. Елецкий А. В. // Успехи физических наук, 1997, т. 167, № 9, с. 945-972.
  2. Тучин А. В., Тяпкина В. А., Битюцкая Л. А., Бормонтов Е. Н. //  Конденсированные среды и межфазные границы, 2016, т. 18, № 4, с. 568–577.
  3. Долгих И. И., Тяпкина В. А., Ковалева Т. А., Битюцкая Л. А. // Конденсированные среды и межфазные границы, 2016, т. 18, № 4, с. 505–512.
  4. Герасименко А. Ю., Ичкитидзе Л. П., Савельев М. С., Светличный В. А., Подгаецкий В. М. // Нанотехника, 2013, № 3(35), с. 99-104.
  5. Подгаецкий В. М., Герасименко А. Ю., Савельев М. С., Бобринецкий И. И., Терещенко С. А., Селищев С. В., Светличный В. А. // Известия академии инженерных наук им. А.М. Прохорова, 2015, № 2, с. 15-38.
  6. Благов Е. В., Герасименко А. Ю., Дудин А. А., Ичкитидзе Л. П., Кицюк Е. П., Орлов А. П., Павлов А. А., Полохин А. А., Шаман Ю. П. // Медицинская техника, 2015, № 5, с. 25-28.
  7. Ma R. Z., Wei B. Q., Xu C. L., Liang J., Wu D. H. // Carbon, 2000, vol. 38, № 4, pp. 623 –641.
  8. Sadeghpour H. R., Brian E. // Physica Scripta, 2004, vol. T110, pp. 262–267.
  9. Gyorgy E., Perez del Pino A., Roqueta J., Ballesteros B., Cabana L., Tobias G. // J. of Nanoparticle Research, 2013, vol. 15, pp. 1852.
  10. Krasheninnikov A. V., Banhart F. // Nature Materials, 2007, vol. 6, pp. 723–733.
  11. Ogihara N., Usui Y., Aoki K., Shimizu M., Narita N., Hara K., Nakamura K., Ishigaki N., Takanashi S., Okamoto M., Kato H., Haniu H., Ogiwara N., Nakayama N., Taruta S., Saito N. // Nanomedicine, 2012, vol. 7, № 7, pp 981-993.
  12. Abarrategi A., Gutiérrez M. C., Moreno-Vicente C., Hortigüela M. J., Ramos V., López-Lacomba J. L., Ferrer M. L., del Monte F. // Biomaterials, 2008, vol. 29, № 1, pp. 94-102.
  13.  Newman P., Minett A., Ellis-Behnke R., Zreiqat H. // Nanomedicine, 2013, vol. 9, № 8, pp. 1139-1158.
  14. Sahithi K., Swetha M., Ramasamy K., Selvamurugan N. // International journal of Biological Macromolecules, 2010, vol. 46, № 3. pp. 281-283.
  15. Pan L., Pei X., He R., Wan Q., Wang J. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2012, vol. 93, pp. 226-234.
  16. Mattioli-Belmonte M., Vozzi G, Whulanza Y., Seggiani M., Fantauzzi V., Orsini G., Ahluwalia A. // Materials Science and Engineering: C, 2012, vol. 32, № 2, pp. 152-159.
  17. Venkatesan J., Qian Z., Ryu B., Kumar N. A., Kim S. // Carbohydrate Polymers, 2011, vol. 83, № 2. pp. 569-577.
  18. Lin C., Wang Y., Lai Y., Yang W., Jiao F., Zhang H., Shefang Ye., Zhang Q. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2011, vol. 83, № 2, pp. 367-375.
  19. Venkatesan J., Ryu B., Sudha P. N., Kim S. // International Journal of Biological Macromolecules, 2012, vol. 50, № 2, pp. 393-402.
  20. Sitharaman B. Shi X., Walboomers X. F., Liao H., Cuijpers V., Wilson L. J., Mikos A. G., Jansen J. A. // Bone, 2008. vol. 43, № 2, pp. 362-370.
  21. Barrientos-Durán A., Carpenter E. M., Nieden N. I., Malinin T. I., Rodríguez-Manzaneque J. C., Zanello L. P. // International journal of Nanomedicine, 2014, vol. 9, pp. 42774291.
  22. Siqueira I.A., Corat M. A., Cavalcanti B., Ribeiro Neto W. A., Martin A. A., Bretas R. E., Marciano F. R., Lobo A. O. // ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, vol. 7, № 18, pp. 9385-9398.
  23. Bleustein C. B., Felsen D., Poppas D. P. // Lasers in Surgery and Medicine, 2000, vol. 27(2), pp. 82–86.
  24. Bujacz A. // Acta Crystallographica Section D, 2012, vol. D68, pp. 1278–1289.
  25. Che J., Cagın T., Goddard W. A. // Nanotechnology, 2000, vol. 11, pp. 65–69.
  26. Bettinger H. F. // J. Phys. Chem. B, 2005. vol. 109, № 15, pp. 6922–6924.
  27. Brenner D. W., Shenderova O. A., Harrison J. A. // J. Phys.: Condens. Matter, 2002, vol. 14, № 4, pp. 783–802.
  28. Elstner M., Porezag D., Jungnickel G., Elsner J., Haugk M., Frauenheim Th., Suhai S., Seifert G. // Phys. Rev. B, 1998, vol. 58, № 11, pp. 7260–7268.
  29. Ten G. N., Nechaev V. V., Shcherbakov R. S. Baranov V. I. // J. Struct. Chem., vol. 51, № 1, pp. 32–39.