Нанокомпозиты на основе хитозана и сополимеров полититаноксида с гидроксиэтилметакрилатом, содержащие наночастицы золота или серебра тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

На правах рукописи

САЛОМАТИНА ЕВГЕНИЯ ВЛАДИМИРОВНА

НАНОКОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА И СОПОЛИМЕРОВ ИОЛИТИТАНОКСИДА С ГИДРОКСИЭТИЛМЕТАКРИЛАТОМ, СОДЕРЖАЩИЕ НАНОЧАСТИЦЫ ЗОЛОТА ИЛИ СЕРЕБРА

02.00.06 - высокомолекулярные соединения (химические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химически наук

11 НОЯ 2015

Нижний Новгород - 2015

005564369

Работа выполнена на кафедре высокомолекулярных соединений и коллоидной химия химического факультета ФГАОУ ВО «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор химических наук, профессор СМИРНОВА Лариса Александровна доктор химических наук, ДЖАРДИМАЛИЕВА Гульжиан Искаковна

заведующая Лабораторией металлополимеров, Институт проблем химической физики РАН,

кандидат химических наук, ЧЕСНОКОВ Сергей Артурович, заведующий Лабораторией сводобнорадикальной полимеризации ФГБУН Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН

ФГБУН «Институт химической физики им. Н.Н.Семенова» РАН

Защита диссертации состоится «23» декабря 2015 г. в 13:00 на заседании Диссертационного совета Д 212.166.05 по химическим наукам при Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского по адресу 603950, г. Нижний Новгород, ГСП-20, пр. Гагарина, д. 23, корп. 2.

С диссертацией можно ознакомиться на сайте http://diss.unn.ru/558, а также в библиотеке ННГУ им.Н.И. Лобачевского.

Отзывы на автореферат просим направлять в двух экземплярах по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, д. 23, корп. 5, комн. 148, ННГУ им. Н.И. Лобачевского ученому секретарю совета Д 212.166.05, e-mail: zam.olga@mail.ru

Автореферат разослан «26» октября 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор химических наук

#0

Замышляева О.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В настоящее время интенсивно развивающимся направлением химии и физики высокомолекулярных соединений является синтез и исследование полимерных нанокомпозитов. На их основе создаются разнообразные новые функциональные материалы для фотоники, катализаторы, препараты для биотехнологии, фармацевтической промышленности и сельского хозяйства.

В таких материалах реализуется взаимовыгодный симбиоз компонентов. С одной стороны, полимеры выступают в качестве стабилизаторов наночастиц (НЧ), изменение природы полимера, его структуры и молекулярной массы позволяет управлять размерными характеристиками НЧ, их формой и устойчивостью во времени, обусловливающих уникальные свойства нанокомпозитов (каталитической активностью, нелинейными оптическими, магнитными, электрическими свойствами и т.д.). С другой стороны, включение НЧ в традиционные полимеры приводит к образованию материалов с принципиально новыми качественными функциональными свойствами.

При создании полимерных наноматериалов, актуальными остаются вопросы равномерного распределения НЧ в объеме материалов, создание устойчивых нанокомпозитов, управления структурными характеристиками, составом и размерами НЧ. С точки зрения перспектив практического использования важно получать полимерные нанокомпозиты наименее трудоемким способом. Одним из путей решения этих проблем является формирование НЧ непосредственно в полимерных матрицах различной природы из доступных прекурсоров без использования дополнительных восстановителей и стабилизаторов, минуя стадию очистки полученного материала от продуктов синтеза.

Особое место среди нанокомпозиционных материалов занимают полимеры, содержащие НЧ золота, серебра и ТЮ2. Интенсивно развивается направление, связанное с использованием НЧ золота или серебра в фотонике - для трехмерной записи информации и создания различных устройств оптического назначения (дифракционных решеток, случайных лазеров). Кроме того, НЧ золота и серебра нашли разнообразное применение в нанобиотехнологии, наномедицине - в качестве иммуносенсоров и детекторов сахара в крови, для создания биоконъюгатов с пептидами, липидами, энзимами, для создания препаратов направленной доставки биологически активных молекул к органам. Новые перспективы выявлены также при легировании наночастицами золота или серебра высокодисперсного ТЮг, который является одним из самых широко изучаемых неорганических экологически чистых твердых фотокатализаторов. Установлено, что НЧ золота и серебра на поверхности диоксида титана приводят к расширению спектров поглощения материалов, увеличивают эффективность и селективность катализаторов на его основе. За последние несколько лет высокая каталитическая активность таких систем обнаружена в реакциях окисления СО, СН3ОН; кросс-сочетания; разложения органических загрязнителей воды и воздуха.

При создании полимерных нанокомпозитов для целевого применения в той или иной области простое введение указанных НЧ в любой полимер зачастую бывает недостаточным. Для обеспечения многократного усиления свойств необходимо тщательно подходить к выбору их полимера-стабилизатора. Так, при разработке систем биологической направленности уникальным полимером является хитозан, поскольку он обладает биосовместимостью, физиологической активностью и высокими мукоадгезивными свойствами, способен к биодеструкции и может выполнять функцию не только высокоэффективного стабилизатора НЧ (Ni, Си, Zn, Аи, Ag), но и их слабого восстановителя. Наноструктурированные полимерные органо-неорганические нанокомпозиты перспективны с точки зрения получения Ti-содержащих материалов, легированных НЧ золота и серебра, которые могут быть использованы для разработки оптических устройств и новых катализаторов.

Работа выполнена при поддержке грантов ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» (программа «Целевой аспирант», соглашение № 14.132.21.1704, 2012-2013 гг.), РФФИ («Мой первый грант», договор № НК 14-03-31981, 2014-2015 гг.), программы У.М.Н.И.К. Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (проекты № 13133 в 2011-2012 гг. и № 1511ГУ1/2014 в 2014-2015 гг.).

Цель работы: синтез нанокомпозитов оптически прозрачных органо-неорганических сополимеров на основе изопропоксида титана и гидроксиэтилметакрилата, хитозана, содержащих наночастицы золота или серебра, исследование их свойств - оптических, теплофизических, биологических, фотокаталитических.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

1. Синтез и оптимизация условий получения органо-неорганических сополимеров на основе изопропоксида титана и гидроксиэтилметакрилата (ГЭМА) различного состава, в том числе содержащих НАиСЦ или AgN03 в качестве прекурсоров для формирования НЧ металлов, в виде объемных твердых образцов и гибких тонких пленок;

2. Формирование НЧ золота и серебра в органо-неорганических сополимерах in situ при УФ-восстановлении НАиСЦ и AgN03, предварительно введенных в реакционную смесь на стадии смешения компонентов, изучение кинетики получения НЧ, влияние условий синтеза на их размерные характеристики.

3. Исследование структуры, оптических свойств и фотокаталитической активности сополимеров на основе полититаноксида, в том числе, и их композитов, содержащих НЧ золота и серебра.

4. Получение НЧ золота in situ в водно-кислых растворах хитозана (ХТЗ) при УФ-восстановлении НАиСЦ. Исследование кинетики формирования НЧ в растворах ХТЗ, влияния рН среды, молекулярной массы ХТЗ и концентрации прекурсора на размерные характеристики НЧ золота.

5. Изучение структуры, оптических, теплофизических свойств органо-неорганических нанокомпозитов на основе хитозана и органо-неорганических Ть содержащих сополимеров.

6. Исследование биологической активности наносистем «ХТЗ - НЧ золота» и «НЧ золота ХТЗ - вещество белковой природы - ХТЗ» в опытах на лабораторных животных.

Объекты исследования. При создании полимерных нанокомпозитов были использованы мономеры - изопропоксид титана, гидроксиэтилметакрилат, лактид и гликолид; полимерами-стабилизаторами НЧ являлись хитозан, сополимеры поли(титаноксид - гидроксиэтилметакрилат) различного состава и их терсополимеры с лактидом или гликолидом; прекурсорами наночастиц - НАиС14 или А£М03; формирование НЧ было изучено в Тьсодержащих сополимерах, допированных НАиСЦ или AgNOз, и растворах хитозана с НАиСЦ; исследованы свойства полимерных нанокомпозитов на основе органо-неорганических сополимеров с НЧ золота или серебра и растворов хитозана, содержащих НЧ золота, а также пчелиный яд.

Методы исследования. Для формирования наночастиц в полимерных матрицах был использован метод УФ-восстановления их прекурсоров. Обменные реакции между изопропоксидом титана и гидроксиэтилметакрилатом исследованы методом газовой хроматографии. Кинетические закономерности поликонденсации алкоксида титана были исследованы методом дипольно-релаксационной спектроскопии, полимеризации - термографическим анализом. Структура и свойства нанокомпозитов были установлены с помощью современных физико-химических методов исследования - оптической и инфракрасной спектроскопией, вторично-ионной масс-спектрометрией, рассеянием рентгеновских лучей на малых углах, рентгенофазовым анализом, трансмиссионной электронной микроскопией, квантово-химическими расчетами, дифференциально-сканирующей калориметрией. Биологическая активность нанодисперсий золота в растворах хитозана была исследована в опытах на экспериментальных животных, их агрегативная устойчивость с помощью определения электрокинетического потенциала на приборе Кёна. Фотокаталитические свойства нанокомпозитов были изучены на модельной реакции фоторазложения метиленового оранжевого.

Научная новизна работы: • Разработан поликонденсационно-полимеризационный метод синтеза оптически прозрачных сополимеров, содержащих полититаноксид в органических полимерных матрицах поли(гидроксиэтилметакрилата) или

поли(гидроксиэтилметакрилат - лактид (гликолид)), в виде тонких пленок и объемных образцов. Выявлены особенности процесса получения материалов поли(титаноксид - гидроксиэтилметакрилат) различного состава в присутствии прекурсоров НАиС14 и А§Ы03.

• Обнаружено, что при поликонденсации алкоксида титана в среде гидроксиэтилметакрилата происходит самоорганизация цепей полититаноксида в НЧ (кластеры) со средним размером 6-8 нм, структура которых близка к анатазной (анатаз - аллотропная модификация ТЮ2). Установлено, что НЧ (кластеры) равномерно распределены по объему органического полимера и сохраняют свою структуру в композитах.

• Получены нанокомпозиты на основе органо-неорганических Ti-содержащих сополимеров, допированных НЧ золота и серебра, формирование которых происходило in situ при УФ-облучении. Установлено, что размер частиц можно регулировать изменением соотношения органического и неорганического компонентов или концентрации прекурсоров в сополимере.

• Выявлено, что в сополимерах и нанокомпозитах на их основе при УФ-воздействии наблюдается одноэлектронный переход Ti4+ + е' —» Ti3+, характерный для гелей полититаноксида в спиртовых средах. Процесс сопровождается резким увеличением оптической плотности материалов в видимой области спектра и носит обратимый характер. Установлено, что квантовый выход реакции Ti4+ + е —> Ti3+ в сополимерах независимо от состава близок единице.

• Показано, что теплофизические и физико-механические свойства сополимеров зависят от их состава. Выявлено, что НЧ золота или серебра существенно понижают температуру стеклования материалов.

• Обнаружено, что органо-неорганические сополимеры, содержащие высокодисперсный полититаноксид, проявляют фотокаталитическую активность, которая существенно увеличивается в нанокомпозитах, содержащих НЧ золота или серебра.

• Методами оптической спектроскопии и рассеяния рентгеновских лучей на малых углах выполнено комплексное исследование процесса УФ-индуцированного синтеза наночастиц золота в растворах хитозана, содержащих НАиСЦ, которое дает более полное понимание механизма формирования наночастиц золота на разных стадиях процесса. Разработаны приемы управления размерами наночастиц в интервале от 2 до 19 нм путем изменения молекулярной массы хитозана и рН среды. Показана высокая агрегативная устойчивость наночастиц золота в растворах хитозана, которая обеспечивает возможность создания порошкообразных нанодисперсий.

• Разработана стратегия получения мультикомпонентных систем на основе нанодисперсий ХТЗ - НЧ золота, содержащих биологически активные вещества (пчелиный яд) и установлена их биологическая активность. Показано, что наносистема «ХТЗ - НЧ золота» при пероральном применении способна проникать из полости кишечника в кровь, равномерно распределяться по органам экспериментальных животных и проявлять биологическую активность.

• Разработан новый метод легирования частиц диоксида титана анатазной формы наночастицами золота, стабилизированными хитозаном. Практическая значимость

1. Получены твердотельные органо-неорганические Тьсодержащие материалы в виде объемных образцов и пленок, в которых с высоким квантовым выходом происходит одноэлектронный переход Т14+ + е" —» Т13+ при УФ-воздействии, на основе которых могут быть созданы дифракционные решетки для реверсивной записи информации.

2. Получены мультикомпонентные дисперсные системы на основе НЧ золота, стабилизированных хитозаном, которые могут служить в качестве средства доставки биологически активного начала белковой природы (гормоны, нейропептиды) к различным органам в организме при пероральном применении.

3. Разработан метод синтеза нанокомпозитов на основе Тьсодержащих сополимеров с НЧ золота или серебра, которые могут быть использованы для создания высокоэффективных фотокатализаторов.

На защиту выносятся следующие положения:

• Результаты исследования кинетических закономерностей поликонденсационно-полимеризационного процесса синтеза оптически прозрачных органо-неорганических сополимеров на основе Т1(ОРг')4 и гидроксиэтилметакрилата, в том числе в присутствии в реакционной смеси AgNOз или НАиСЦ.

• Получение полимерных нанокомпозитов на основе органо-неорганических сополимеров путем УФ-индуцированного формирования в них наночастиц золота или серебра.

• Результаты исследования структуры органо-неорганических сополимеров, в том числе содержащих наночастицы золота или серебра.

• Результаты исследования оптических, физико-механических, теплофизических и фотокаталитических свойств полученных полимерных нанокомпозитов на основе органо-неорганических сополимеров.

• Комплексное исследование процесса получения нанодисперсий золота, стабилизированных ХТЗ, методами оптической спектроскопии и рассеяния рентгеновских лучей на малых углах, механизм формирования наночастиц золота, установление корреляционной зависимости между положением максимума полосы плазмонного резонанса наночастиц и их размерами.

• Результаты о влиянии рН среды и молекулярной массы хитозана на размерные характеристики наночастиц золота, их агрегативная устойчивость.

• Перспективы легирования диоксида титана наночастицами золота, стабилизированными хитозаном.

• Перспективы использования нанодисперсий золота, стабилизированы хитозаном, в качестве биологически активных препаратов.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на конференциях и симпозиумах различного уровня, тезисы которых отображены в списке публикаций к автореферату.

Образцы органо-неорганических сополимеров с фотохромными свойствами принимали участие в 16-ом Международном форуме «Россия Единая - 2011».

Работа по созданию нанодисперсий золота в раствора хитозана отмечена Грамотой номинанта на премию академика П.П. Шорыгина (2011 г.) от Российского хитинового общества.

Личный вклад автора. Диссертант принимал непосредственное участие во всех этапах диссертационной работы, включая постановку целей и задач исследования совместно с научным руководителем, планирование и выполнение экспериментов, анализ и интерпретацию полученных данных, оформление и подготовку по результатам исследований публикаций в виде статей и тезисов конференций различного уровня. Эксперименты, связанные с определением размеров наночастиц методом рассеяния рентгеновских лучей на малых углах, выполнены совместно с к.ф.-м.н. Грачевой Т.А. и к.ф.-м.н. Кузьмичевой Т.А. (кафедра физического материаловедения физического факультета ННГУ им. Н.И. Лобачевского), данные РФА получены совместно с д.х.н., проф. Князевым A.B. (ННГУ им. Н.И. Лобачевского), масс-спектры на вторичных ионах были получены к.ф.-м.н. Дроздовым М.Н. (ИФМ РАН) и совместно с ним выполнена интерпретация результатов, квантово-химические расчеты проведены д.х.н. Игнатовым С.К. и аспирантом Логиновой А.И. (ННГУ им. Н.И. Лобачевского), хроматографические исследования выполнены совместно с к.х.н. Гуленовой М.В. (ННГУ им. Н.И. Лобачевского), теплофизические свойства образцов исследованы совместно с д.х.н., проф. Маркиным A.B. Биологическая активность нанодисперсий золота в растворах хитозана была исследована на экспериментальных животных под руководством и при непосредственном участии д.б.н., проф. Корягина A.C. (ННГУ им. Н.И. Лобачевского).

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 12 статьях и 12 тезисах докладов, указанных в автореферате.

Структура диссертации. Диссертационная работа включает в себя введение, обзор литературы, экспериментальную часть, результаты и их обсуждение, заключение и список цитируемой литературы из 248 наименований. Работа изложена на 204 страницах машинописного текста и включает 22 таблицы, 61 рисунок, 4 схемы. Диссертационная работа по своей актуальности, целям, решаемым задачам и полученным результатам соответствует п. 2, 3, 5 и 9 паспорта специальности 02.00.06 - высокомолекулярные соединения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы, выбор объектов исследования и сформулированы цели работы. В литературном обзоре собраны сведения о наиболее распространенных методах получения наночастиц золота и серебра, синтезе полимерных нанокомпозитов на базе хитозана и Ti-содержащих органо-неорганических сополимеров; рассмотрены теоретические основы стабилизации наночастиц макромолекулами полимеров; показана взаимосвязь размера НЧ и свойств нанокомпозитов; отражены наиболее перспективные области их применения.

В экспериментальной части приведены характеристики используемых веществ, методы получения органо-неорганических сополимеров и синтеза наночастиц золота в различных полимерах-стабилизаторах, основные методы анализа структуры и свойств материалов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Органо-неорганические титан-содержащие сополимеры и их

нанокомпозиты с наночастицами золота или серебра

Важным характеристиками материалов, содержащих диоксид титана и НЧ металлов, являются структура и восприимчивость к световому воздействию Ti02, размер НЧ и равномерность их распределения. В связи с этим полимерные нанокомпозиты, полученные диспергированием заранее сформированных микрочастиц диоксида титана в полимерной матрице могут иметь ряд недостатков. В первую очередь, они связаны с уменьшением способности материалов поглощать УФ-излучение вследствие снижения эффективности перехода Ti + + е —> Ti + из-за рассеяния света на крупных частицах. Кроме того, в таких материалах трудно добиться равномерного распределения компонентов по всему объему. С позиции устранения вышеуказанных несовершенств более выгодным является синтез оптически прозрачных органо-неорганических сополимеров поликонденсационно-полимеризационным методом, когда исходными веществами являются алкоксид титана и совместимый с ним виниловый органический мономер, а образование в материале НЧ металлов, если это необходимо, происходит in situ без введения в систему дополнительных восстановителей и стабилизаторов. В этом случае открываются широкие возможности для варьирования состава, структуры и, соответственно, свойств нанокомпозитов, которые могут найти свое применение для разработки новых устройств оптической записи информации, катализаторов нового типа и материалов медицинского назначения.

В свете вышесказанного в работе были синтезированы оптически прозрачные органо-неорганические сополимеры из изопропоксида титана и гидроксиэтилметакрилата (ГЭМА) и их нанокомпозиты с НЧ золота и серебра, исследованы особенности их получения, структура и свойства (оптические, теплофизические, прочностные и фотокаталитические).

9

1.1. Изучение комплексного процесса получения органо-неорганических сополимеров, в том числе содержащих НАиСЦ или AgNOj

Синтез гибридных материалов имеет свои особенности и протекает в три этапа:

Стадия 1. При смешении ГЭМА и Ti(OPr,)4 в течение 15 минут протекают быстрые обменные реакции в лигандном окружении атома титана, которые приводят к образованию нового алкоксида титана (схема 1). Хроматографически было показано, что в нем изопропокси-группы на 80-90% в зависимости от соотношения компонентов замещены на оксоэтилметакрилатные фрагменты вследствие большей нуклеофильности последних. В специальных опытах было установлено, что наряду с реакцией замещения при атоме титана, происходит и частичный гидролиз ГЭМА.

(Pr'0)3Tif0-CH + 3 Hfo—CHj-CH^O—с—C=CH2 « СИ. о СИ,

. ■ рг'о—ti-(-0—chj-chj-o-c-^ch^)^ + 3 pr'oh

О CHj

Схема 1. (Mehrotra R.C. Chemistry of alkoxide precursors //J. Non-Crystalline Solids. 1990.

№ 1-3. P. 1 - 6; Помогайло А.Д., Джардималиева Г.И., Помогайло С.И., Голубева Н.Д.,

Металлополимеры и нанокомпозиты на основе непредельных алкоксидов тугоплавких металлов, Высокомолекулярные соединения, 2011. т.53, №7, с.1239-1245)

Об этом свидетельствует присутствие в продуктах этиленгликоля. Таким образом, после смешения Ti(OPr')4 с ГЭМА реакционная смесь представляет собой: новый алкоксид титана, содержащий как оксоэтилметакрилатные лиганды, так и небольшое количество изопропокси-групп; непрореагировавший изопропоксид титана; непрореагировавший ГЭМА и небольшое количество этиленгликоля.

Стадия 2. Получение полититаноксида гидролитической поликонденсацией непрореагировавшего Ti(OPr')4 и вновь образовавшегося алкоксида титана при 20-25°С в среде ГЭМА. Методом дипольно-релаксационной спектроскопии были получены годографы (зависимости мнимого сопротивления системы от реального ImZ = J{ReZ)) для реакционных смесей с различным исходным мольным соотношением [r3MA]/[Ti(OPr')4], Независимо от наличия в ней прекурсоров НЧ золота или серебра, они носят однотипный характер - части двух полуокружностей, сходящихся в одной точке (рис. 1).

Анализируя их можно выделить несколько моментов:

• в системах по мере протекания реакции нет границы раздела фаз;

• наличие двух ветвей-полуокружностей в годографе отражает релаксационные процессы в двух соединениях, функциональные группы которых «откликаются» на внешнее электрическое поле;

• правая «ветвь» зависимости ImZ = fiReZ) постепенно сокращается и через некоторое время полностью исчезает, а левая - нарастает, достигая во времени предельного значения и остается неизменной. По-видимому, правая полуокружность

10

отражает релаксационные переходы в алкоксиде титана, его содержание уменьшается в ходе гидролитической поли-

6000 ^ 1т2, Ом

конденсации. Левая полуокружность характеризует образование поли-титаноксида.

Были построены кинетические кривые формирования полититаноксида в среде ГЭМА (рис. 2). Оказалось, что скорость поликонденсации

существенно зависит от состава исходной реакционной системы. Так, при мольном соотношении

[ГЭМА]/[ТЦОРг')4] = 4:1 процесс близок к завершению через 60 ч, в то время как при [ГЭМА]/[ТКОРг')4] = 10:1 поликонденсация длится в два раза дольше (рис. 2). Таким образом, чем больше содержание ГЭМА в исходной

реакционной системе, тем больше требуется времени «выдержки» последней для обеспечения более полного образования полититаноксида.

Прекурсоры НЧ золота или серебра оказывают существенное влияние на скорость поликонденсации (рис. 2). В присутствии А£Ы03 наблюдается завершение поликонденсации уже спустя 50 ч после смешения компонентов, НАиСЦ, в свою очередь, увеличивает время поликонденсации до 100 ч. Вопрос о причинах этого

1000 7000 9000 11000

Кег.Ои

Рис. 1. Годографы, полученные при исследовании гидролитической поликонденсации алкоксида титана при 25°С для систем с различным исходным соотношением [ГЭМА]/[ТКОР04]: /- 10:1,2-6:1,-7-4:1. Время поликонденсации 24 ч

1,0 0,8 0,6 ■ 0,4 ■

0,2 0.0

/ о

;/0

/ ■

//

У

¿v

100 150 время, ч

50

100

150

время, ч

Рис. 2. Степень завершенности поликонденсации (д) алкоксида титана при 25°С во времени в смесях различного исходного мольного соотношения компонентов [ГЭМА]/[Т'1(ОРг,)4]: / -4:1, 2- 10:1; 3-4:1 + 1.05 масс.% НАиС14;4-4:1 + 1.05 масс.% AgNOз замедления остается открытым. Методом ИК-спектроскопии было показано, что ни в процессе обменных реакций, ни при гидролитической поликонденсации не происходит превращений с участием двойных связей ГЭМА. Данный факт

подтверждается постоянством соотношений интенсивностей (Ь| и Ь2) полос поглощения, характерных для валентных колебаний связей С=С (У|=1637 см"1) и С=0 (у2 =1720 см"'), во времени от момента смешения компонентов системы до завершения образования полититаноксида. Стадию 2 можно проиллюстрировать следующей схемой:

(ЯО^-П-СЖ + НОН 25 НС1, ГЭ^А (КО)3Т1-ОН + кон

(ЯО)3Т1-ОН + НО-ТК<Ж)3

ок— ^OR

■ -о- ~

RO-

о I о ' ? /

-Т\

-J

1

| г or |

i ro^'^o—t—or __ 0цснгсн_о_с_с=сн3)1

о сн.

I о I о

I/ I/-

т,—о—т.

/ \ ro or

r= —ch—chj—о—с—с=сн2 —с(снз)2

о сн3

^^ - кластер пои m itанок аця

Схема 2. (Kallala М., Sanchez С., Cabane В. Structures of inorganic polymers in sol-gel processes based on titanium oxide // Physical review E. 1993. № 5. P. 3692 - 3704)

Стадия 3. Радикальная полимеризация свободного ГЭМА и ГЭМА, связанного с

полититаноксидом при 70°С (рис. 3, 4). Полимеризация систем независимо от

мольного соотношения [ГЭМА]/[Л(ОРг')4] завершается в течение 1 ч и

сопровождается небольшим гель-эффектом.

л / , 70°С,ДАК ©—^CHj-Cb^-O-C-C^CH^ + н-о-сн2-сн2-о-с-с=сн2 --

о сн, о сн,

сн,

цепи 4С-СЬЙ-поли(ГЭМА)

О

Схема 3.

Введение в систему прекурсоров НЧ Аи или приводит к вырождению эффекта автоускорения. Установлено, что влияние А£>Юз на скорость полимеризации практически отсутствует, в то время как введение НАиС14 ее замедляет.

0,004

0,003

dQ/dt

0 0010 n dQ/dt

0,000

40 60

время, мин

Рис. 3. Зависимость скорости полимеризации от времени для смесей с различным мольным соотношением звеньев. 1 - ГЭМА; [ГЭМА]/[(=Т10„)т]: 2 - 10:1, ^ - 6:1, 4 - 4:1. 2 - глубина превращения винилового мономера

0,0000

0 20 40 ео

время, мин

Рис. 4. Зависимость скорости полимеризации от времени систем состава

[ГЭМА]/[(=ТЮ„)т] = 6:1. 1 - без прекурсоров, 2 - 1.05 масс.% НАиСЦ, 3 - 1.05 масс.% AgN03. Q - глубина превращения винилового мономера

По окончании синтеза сополимеров во всех случаях были получены твердые оптически прозрачные материалы с различным соотношением звеньев [ГЭМА]/[(=ТЮ„)т] в виде блоков и пленок, которые не растворимы в органических растворителях, а лишь набухают в них. Их светопропускание в видимой области спектра составляет 85-93% в зависимости от состава. Бромид-броматным методом установлено, что содержание непрореагировавших двойных связей не превышает 0.3 масс. %.

Принципиально важным является то, что выбранный режим поликонденсации и полимеризации при получении сополимеров позволяет избежать восстановления прекурсоров, введенных в реакционные смеси на стадии смешения компонентов. Это подтверждается отсутствием у полученных образцов характерной окраски (красной -для НЧ золота и коричневой для НЧ серебра) и соответствующих полос поглощения НЧ в спектрах материала.

1.2. Формирование в органо-неорганических сополимерах наночастиц

золота и серебра

Получение нанокомпозитов на основе органо-неорганических сополимеров, содержащих НЧ золота или серебра, проводили in situ, как и в случае хитозана, методом УФ-индуцированного восстановления НАиСЦ или AgN03. Формирование НЧ металлов контролировали по изменению УФ-спектров сополимеров, в которых наблюдается появление и нарастание полосы плазмонного резонанса НЧ серебра в области 390^130 нм или золота при X = 500-570 нм. Изменение интенсивности максимума полосы плазмонного резонанса (ППР) НЧ позволило построить графики накопления НЧ Аи и Ag в сополимерах. В качестве примера на рис. 5 представлены указанные зависимости для образцов состава [ГЭМА]/[(=ТЮт)п] = 6:1 с 0.8 масс.% НАиСЦ или 0.8 масс.% AgN03. Видно, что в сополимерах независимо от природы прекурсоров НЧ формируются за 5 ч.

1,6 -| А

\

I,

зоооо отн. ед

0,4

0,8

1.2

0.......

О 200 400 600

время У<&-о6лучения, мим

20000

10000

О

Н

ТЮ

50

150

200

толщина, мкм

Рис. 5. Нарастание оптической плотности максимума ППР НЧ Аи (/) или Ag (2) при

формировании их в сополимере состава [ГЭМА]/[(=ТЮт)„] = 6:1, содержащего 0.8 масс.% соответствующего допанта

Рис. 6. Послойный анализ распределения элементов в сополимерах состава

[ГЭМА]/[(=ТЮт)„] = 6:1

1.3. Структура органо-неорганических сополимеров и нанокомпозитов на их основе

Для получения достоверной информации о структуре сополимеров и нанокомпозитов на их основе был использован комплексный подход к ее изучению с использованием методов РМУ, вторично-ионной масс-спектрометрии (ВИМС), рентгенофазового анализа (РФА) и математического моделирования. РФА эксперименты выявили аморфную структуру сополимеров. Однако методом РМУ впервые было обнаружено, что цепи полититаноксида на стадии гидролитической поликонденсации в силу различий в полярностях органического и неорганического компонентов системы формируют НЧ (кластеры) со средним размером 6-8 нм и узким распределением по размерам, которые сохраняются в конечном материале. Введение в реакционные смеси прекурсоров НЧ металлов практически не влияет на размер наночастиц полититаноксида. Кроме того, полититаноксид химически связан с органической полимерной матрицей и равномерно распределен в ней, что подтверждается данными ВИМС и послойного анализа распределения элементов (рис. 6).

Компьютерное моделирование первичных кластеров полититаноксида, связанных с органической полимерной матрицей ГЭМА, и сопоставление их рассчитанных ИК-спектров с экспериментальными спектрами сополимеров и спектрами анатаза и рутила, позволили выявить, что самоорганизация атомов титана и кислорода в полититаноксиде преимущественно происходит по типу анатаза. Информация о том, что после сжигания сополимеров образуется порошок диоксида титана с аллотропной модификацией «анатаз» (пространственная группа 14|/атс1, код 94566), подтверждает эти данные.

Методом РМУ обнаружено, что при УФ-восстановлении НАиС14 или А§1ЧОэ в сополимерах формируются НЧ, средний размер которых лежит в пределах до 25 нм для золота и до 9 нм для серебра. Установлено, что изменяя мольное соотношение звеньев [ГЭМА]/[(=ТЮт),,] и концентрацию прекурсоров в сополимерах можно управлять размерами НЧ металлов. Смещение в более длинноволновую область спектра положения максимума ППР сформированных НЧ при увеличении

концентрации НАиСЦ или А£!Ч03 или содержания ГЭМА в сополимере с 4 до 10 моль свидетельствует об увеличении среднего размера НЧ металлов. Подобное изменение размеров НЧ может быть связано с тем, что структура сополимера с пониженным содержанием полититаноксида является менее сшитой, что облегчает диффузию атомов металлов (Аи или Ag) к «центрам сборки» НЧ в процессе их синтеза.

1.4. Оптические свойства сополимеров и их нанокомпозитов

Оптическая прозрачность сополимеров

существование в них НЧ

полититаноксида анатазного типа является предпосылкой проявления материалами уникальных оптических свойств - УФ-индуцированного перехода Т1 + + е —> Т1 характерного как для порошкообразного ТЮ2, так и для гелей полититаноксида в спиртовых средах. Необходимо ответить на вопрос - могут ли органо-неорганические сополимеры, синтезированные при однократной загрузке всех компонентов, расширить спектр существующих материалов, проявляющих эти свойства? Установлено, что при УФ-облучении сополимеров различного состава [ГЭМА]/[(=ТЮт)п] снижается их светопропускание, что визуально проявляется как потемнение образца (рис. 7). Все это свидетельствует о протекании в титан-содержащем компоненте реакции Т14+ + е —► Т13+. Глубина этого перехода зависит от соотношения [ГЭМА]/[(=ТЮт)п]в материале. Так, светопропускание сополимера состава [ГЭМА]/[(=ТЮт)„] = 4:1 через 10 ч УФ-облучения с 93 % снижается до 14 % на длине волны 700 нм, а для сополимера состава [ГЭМА]/[(=ТЮт)„] = 10:1 до 30%.

100

Т, %

т, %

100

300 500 700 900 1100 "к, НМ

Рис. 7. Изменение светопропускания образца состава [ГЭМА]/[(=ТЮт)„] = 6:1 при УФ-облучении. Толщина образца I мм

0

0 400 800 1200

время УФ-облучения, мин

Рис. 8. Изменение светопропускания сополимеров на X = 700 нм во время УФ-воздействии: I - [ГЭМА]/[(=ТЮт)„] = 6:1; 2 - [ГЭМА]/[(=ТЮт)„] = 6:1 + 0.8 масс.% НАиСЦ, 3 - [ГЭМА]/[(=ТЮт)„] = 6:1+ 0.8 масс.% AgNOз.

Впервые было установлено, что независимо от состава сополимеров реакция Т14+ + е" —» Т13+ в них происходит с высоким квантовым выходом - 0.93, который превышает значение этого параметра как для гелей полититаноксида в спиртовых средах, так и для порошкообразного диоксида титана.

Интересные результаты были получены для сополимеров, содержащих НАиСЦ или AgNOз, во время их УФ-облучения. В этих образцах наблюдается

лишь слабый переход Т14+ + е' —» Т13+ до тех пор, пока в них не будут сформированы все НЧ золота или серебра из соответствующих прекурсоров. В этот период УФ-воздействия наблюдается практически полное постоянство величины

светопропускания этих образцов на X = 700 нм (рис. 8). Как только в материалах завершается образование НЧ золота или серебра, их потемнение при УФ-облучении становится более заметным. Однако при одном и том же времени светового воздействия глубина затемнения сополимеров с НЧ оказалась ниже по сравнению с сополимерами без них.

По-видимому, в материалах, одновременно содержащих как НЧ золота или серебра, так и полититаноксид, во время их УФ-облучения протекает множество сложных процессов. Все это требует дальнейших исследований.

Процесс затемнения материалов носит обратимый характер. Однако, самопроизвольное просветление образцов в результате обратной реакции после прекращения их УФ-облучения, а, следовательно, и восстановление высокого исходного значения их светопропускания, происходит медленно, и Т13+-центры могут «жить» в течение нескольких недель (табл. 1).

Явление обратимого одноэлектронного перехода "П4+ + е —» Т13+, приводящее к потемнению образца, обратимому во времени, позволило сотрудникам ИПФ РАН (Нижний Новгород) создать на базе сополимеров дифракционные решетки с периодом 20 мкм при УФ-лазерном воздействии через шаблон.

1.5. Физико-механические и теплофизические свойства сополимеров и нанокомпозитов на их основе

Создание новых материалов предполагает исследование их основных физических характеристик, которые определяют температурные границы их применимости, стабильность и прочность. Оказалось, что присутствие в сополимерах даже небольших количеств полититаноксида приводит к повышению температуры стеклования (Тст) по сравнению с поли(ГЭМА) (табл. 2). Установлено, что НЧ Аи или Ag существенно понижают температуру стеклования нанокомпозитов до 65°С. Этот эффект усиливается с увеличением концентрации НЧ в материале. Термическая же стабильность материалов с полититаноксидом лишь на ~22°С выше, чем у поли(ГЭМА). Введение в сополимеры НЧ золота или серебра приводит к увеличению температуры разложения нанокомпозитов 10 - 20°С. Деструкция сополимеров происходит по механизму деполимеризации, поскольку при этом наблюдается выделение мономера ГЭМА или его димера.

В органо-неорганических сополимерах с повышением содержания полититаноксида наблюдается снижение предела их прочности при разрыве по сравнению с поли(ГЭМА). На фоне падения предела прочности сополимеров наблюдается некоторое увеличение их деформации (табл. 2).

16

Таблица 1. Изменение светопропускания образцов во времени после прекращения их УФ-облучения

Время после окончания УФ-облучения, ч Светопропускание сополимеров [ГЭМА]/[(=ТЮт)„] на X = 700 нм, %

4:1 6:1 10:1

0 12 19 28

15 27 34 49

40 41 51 67

100 59 67 85

без облучения 91 93 94

[ГЭМА]/[(=ТЮт)„], осново-моль ТСТ, °С Температура начала деструкции, °С Напряжение при разрыве аср, МПа Относительная деформация при разрыве еср, %

поли(ГЭМА) 118 220 10.54 2.05

10:1 136 235 6.80 1.41

6:1 151 238 4.53 1.52

4:1 205 244 3.92 2.18

6:1 +0.5 масс.% НЧ Аи 61 248 2.90 3.00

6:1 +0.5 масс.% НЧ Ag 65 240 5.40 2.30

С целью устранения хрупкости и увеличения эластичности материалов были синтезированы органо-неорганические терсополимеры с лактидом или гликолидом. Они также оказались оптически прозрачными и способными к обратимому затемнению во время УФ-воздействия. Влияние третьего компонента на прочностные характеристики материалов рассмотрено на примере введения его в сополимер состава [ГЭМА]/[(=ТЮт)„] =4:1. Обнаружено, что присутствие звеньев гликолида или лактида в сополимерах приводит к снижению предела их прочности с 3.92 МПа до 1.29 МПа и 0.79 МПа, соответственно. На фоне такого уменьшения прочности наблюдается существенное повышение эластичности материалов - в -70 раз для образцов состава [ГЭМА]/[(=ТЮт)п]/[гликолид] = 4:1:4 (сср = 136 %); и в -50 раз для сополимеров состава [ГЭМА]/[(=ТЮт)„]/[лактид] =4:1:4 (еср= 103 %) по сравнению с бинарным сополимером (едр = 2.18 %). Таким образом, введение в состав сополимера лактида или гликолида обеспечивает возможность получения гибких пленочных материалов.

Результаты исследования физико-механических свойств нанокомпозитов, содержащих НЧ Аи или Ag, показали, что НЧ золота понижают, а НЧ серебра -немного увеличивают, прочность как сополимеров, так и поли(ГЭМА) в 1.5-2 раза.

Таким образом, изменяя состав сополимеров можно управлять в достаточно широком диапазоне как теплофизическими, так и физико-механическими свойствами материалов.

1.7. Фотокаталитические свойства органо-неорганических сополимеров и нанокомпозитов на их основе

Совокупность полученных в данной работе результатов по синтезу нанокомпозитов, в которых равномерно распределены НЧ полититаноксида анатазного типа со средним размером 6-8 нм, легированные НЧ золота или серебра в высокодисперсном состоянии, определили исследование их фотокаталитической активности. Она была изучена на примере разложения метиленового оранжевого (МО) в водных растворах в присутствии сополимеров состава [ГЭМА]/[(=ТЮт)п] =4:1 и их нанокомпозитов, содержащих НЧ золота ли серебра в виде тонких пленок. Процесс разложения МО контролировали спектрофотометрически по уменьшению интенсивности полосы поглощения красителя на длине волны 470 нм. Выявлено, что при использовании как

сополимеров, так и их нанокомпозитов наблюдается разложение МО под действием УФ-излучения. Наибольшую фотокаталитическую активность

проявляет нанокомпозит, содержащий НЧ золота, который вызывает превращение МО на 90% за 400 мин УФ-облучения. В случае пленок с НЧ серебра МО разлагается на 70-75% за то же самое время. При использовании сополимеров, содержащих лишь полититаноксид, МО превращается на 60% (рис. 9). В контрольном опыте разложение МО при УФ-облучении его раствора в течение изученного времени не наблюдалось.

4:1 + 0.3 масс. % НАиСЦ 2. Синтез нанодисперсий золота в растворах хитозана

Получение НЧ золота, стабилизированных хитозаном, является перспективным путем модификации полимера с целью создания материалов, проявляющих биологическую активность. Одним из наиболее удобных способов получения таких нанодисперсий является физический метод УФ-индуцированного формирования НЧ золота из НАиСЦ, введенной непосредственно в раствор полимера. В этом случае исключается необходимость введения в систему дополнительных восстановителей соответствующих ионов и стабилизаторов для наночастиц и последующей очистки продукта. Размеры формируемых НЧ золота во многом определяют свойства конечного материала. Поэтому существует потребность в контроле над размерными характеристики НЧ во время их синтеза и разработке методов управления ими. В связи с этим при получении нанодисперсий золота в растворах ХТЗ впервые был использован комплексный подход к изучению формирования НЧ. Оперативно получить информацию об образовании НЧ можно с помощью метода оптической спектроскопии по характерным полосам поглощения, а рассеяние рентгеновских лучей на малых углах (РМУ) дает полное представление о размерах и форме НЧ и, кроме того, позволяет судить о механизме их образования от начальных стадий до полного завершения процесса. Сопоставление данных этих двух методов дает возможность построения калибровочных зависимостей для определения размеров НЧ по положению максимума полосы их плазмонного резонанса (ППР) в спектрах растворов.

2.1. Исследование кинетических закономерностей и механизма образования НЧ золота в растворах ХТЗ, локированных НАиСЦ

Рассмотрим процесс формирования НЧ золота на примере водного раствора 2 масс.% хитозана (ХТЗ) в 2 масс.% уксусной кислоте (УК), содержащего 3 масс.% НАиСЦ по отношению к массе полимера. В оптических спектрах раствора по мере увеличения времени их УФ-облучения одновременно происходит уменьшение

С, ммоль/л

0.20

0,15

0,10

0,05

0,00

200 400 600

время УФ-облучения, мин

Рис. 9. Изменение концентрации раствора 0.2 ммоль/л МО во время УФ-облучения с использованием катализаторов: 1 - глухой опыт, 2 - [ГЭМА]/[(=ТЮт)„] = 4:1,

3 - [ГЭМА]/[(=ТЮт)п] = 4:1 + 0.3 масс. % AgNOз, 4 - [ГЭМА]/[(=ТЮт)„] =

оптической плотности полосы поглощения с максимумом 230 нм, отвечающей ионам АиСЦ', и увеличение интенсивности полосы с максимумом 520-530 нм, характерной для плазмонного резонанса НЧ золота. Аналогичные изменения происходят и в спектрах растворов ХТЗ другого состава.

Было обнаружено, что скорости превращения НАиСЦ и образования НЧ золота не совпадают. Из рис. 10а (кривая /) видно, что восстановление НАиСЦ происходит гораздо быстрее, чем образование НЧ, и к 15 мин УФ-воздействия завершается на 8590%. Доля сформированных НЧ золота к этому времени превышает 20%.

б

(О, %

ш, %

О 3 6 9 12 15 о 30 60 90 120 »

время УФ-воздействия, мин время УФ-воздействия, мин

Рис. 10. Изменение относительного содержания НАиСЦ и НЧ золота в растворе 2 масс.% ХТЗ в 2 масс.% УК во время их УФ-облучения: (а) / - доля оставшейся НАиСЦ, 2 - доля сформировавшихся НЧ золота; (б) нарастание содержания НЧ

золота в растворе при его УФ-облучении свыше 15 мин Такое несоответствие может быть обусловлено тем, что на начальных стадиях процесса все восстановленное золото находится преимущественно в атомарном состоянии. Спустя 30 мин наблюдается лавинообразное увеличение доли НЧ. Методом РМУ установлено (рис. 11), что в это время образуются НЧ со средним размером 3 нм, в дальнейшем происходит их рост до 6 нм.

1.0 0.8 о/.

0.4 0.2 оо

Р(й)

ю 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0

Р(«1)

3

/

/ V

12 (I, НМ

12

(1, НМ

Рис. 11. Распределение НЧ золота, образующихся в растворе 2 масс.% ХТЗ в 2 масс.% УК, по размерам. Время УФ-облучения, мин: / - 15, 2 - 60, 3 - 120, 4 - 120 мин и 30

мин прогрева раствора при 70°С Распределение НЧ по размерам является узким на всех этапах процесса - от 2 до 12 нм. Спектрофотометрически обнаружено, что для указанного раствора оптическая плотность максимума ППР наночастиц Аи перестает изменяться спустя 120 мин УФ-воздействия на него, что может свидетельствовать о завершении формирования НЧ. Полученные результаты позволяют предположить, что лимитирующей стадией образования НЧ является образование их зародышей из атомов золота.

Расчеты по количественному определению объемной доли золота (со) в НЧ, проведенные на основании результатов РМУ, и сопоставление их с теоретически возможным содержанием Au, полученным, исходя из концентрации НАиС14 в исходном растворе, показывают, что спустя 2 ч УФ-облучения все атомарное золото переходит в НЧ. Это позволяет считать достоверными кинетические закономерности расходования НАиСЦ и образования НЧ, полученные спектральным методом.

1.2. Исследование механизма формирования наночастиц золота в растворах хитозана

Полученные результаты послужили предпосылкой интерпретации механизма формирования НЧ золота в растворах хитозана с помощью данных РМУ. Впервые были проанализированы формы кривых распределения НЧ по диаметрам P(d) на их соответствие закону Гауссова или Лоренцева распределения. Согласно представлениям, развитым в работе (Оленин А.Ю. Механизмы формирования металлических наночастиц // Российские нанотехнологии. 2012. №. 7. С. 53-55), в первом случае рост НЧ происходит «последовательным» присоединением атома за атомом, а во втором - в результате «параллельной» агрегации зародышей. Кривые P(d) НЧ золота были преобразованы к зависимостям функций ошибок распределения случайной величины Erf(d) (где случайная величина - диаметр d) от диаметра (d) или логарифма диаметра (lgd). Линейный характер зависимости в координатах Erf(d)~d указывает на «последовательный» механизм роста НЧ, а в координатах Erf (d)-\gd -на «параллельный». Коэффициенты аппроксимации (R2) полученных преобразованных кривых на разных стадиях формирования НЧ золота в раствора ХТЗ представлены в табл. 3. Оказалось, что на начальных этапах формирования НЧ золота в растворах ХТЗ вплоть до 60 мин УФ-воздействия их рост происходит за счет агрегации зародышей (R2 (d) < R2 (Igd)). Через 90 мин после начала процесса доля сформированных НЧ достигает 80%

(рис. 106), а укрупнение НЧ осуществляется

«последовательно» благодаря диффузии к поверхности кластера как атомарного золота, так и ионов Аи3+ с последующим их восстановлением (R2 (d) > R2 (Igd)). Таким образом, происходит смена преобладающего механизма роста НЧ (рис. 12).

Системный анализ размеров НЧ, определенных методом РМУ, и длин волн максимумов ППР НЧ золота позволил выявить линейную корреляцию между этими величинами. Впервые такая зависимость получена для области малых значений диаметров НЧ золота от 2 до 30 нм, что принципиально важно, так как открывает возможность на основании спектральных данных оперативно определять размеры НЧ.

Таблица 3. Сравнение коэффициентов аппроксимации R2 кривых Erf (d) - lgd и Erf(d) - d на разных стадиях формирования НЧ _золота в раствора ХТЗ_

Время УФ-воздействия, мин ш (НЧ Au), % d, HM R2 (d) R2 (lg d)

15 18 2.9 0.975 0.995

60 45 4.5 0.967 0.982

90 80 6.1 0.978 0.965

120 100 6.3 0.980 0.974

АиСЦ

Этап I ВосстаяоЕ.*кие

Этап 3

агрегация мр«дыше1ш НЧ

Au„°+ Аип°—+ Аи2„°

Щ0

Аи°, ППР НЧ золота отсутствует (0-9 мин УФ-облучения)

Aum„°

Этап 2 Объединение

nAu°—»Aun°

Этап 4

«8 _,

Аи„° Формирование «зародышевых» НЧ

Увеличение размеров НЧ Аи за счет присоединения атомов золота

Рис. 12. Схема формирования и роста НЧ Аи. Аи° - атомы золота; Аип° - малые кластеры (первичные частицы); Aumn° - кластеры Аи

2.3. Исследование влияния рН среды, молекулярной массы хитозана и концентрации НАиСЦ на размеры наночастиц золота

В работе была рассмотрена возможность управления размерами НЧ золота путем изменения рН среды, концентрации НАиСЦ молекулярной массы (ММ) ХТЗ. Макромолекулы ХТЗ, выступающие в роли полимера-стабилизатора НЧ, способны к изменению своей конформации при изменении рН среды (Федосеева Е.Н., Смирнова Л.А., Федосеев В.Б. Вязкостные свойства растворов хитозана и его реакционная способность // Вестник ННГУ. 2008. № 4. С. 59 - 64). При рН > 3.8^1 его макромолекулы свернуты в спираль, структура которой поддерживается за счет водородных связей межу звеньями пиранозного кольца ХТЗ. При рН < 3.5 начинают доминировать электростатические силы отталкивания положительно заряженных протонированных амино-групп ХТЗ, в результате чего происходит разрушение водородных связей, и макромолекулы приобретают конформацию рыхлого клубка. В связи с этим НЧ золота были сформированы в растворах ХТЗ с рН 4.08 и 3.5. Установлено, что максимум ППР НЧ золота в первом случае наблюдается на 522 нм, а их средний размер составляет 2 нм (рис. 13, кривая 1) при их распределении от 1 до 6 нм. При снижении рН наблюдается батохромный сдвиг максимума ППР наночастиц Аи на Х.тах= 526 нм. Соответственно, наблюдается и увеличение их среднего размера до 5 нм при распределении от 2 до 12 нм (рис. 13, кривая 2). Установлено, что дальнейшее повышение кислотности растворов ХТЗ (рН 3.01 для 0.5 масс.% НС1) приводит к еще большему сдвигу в длинноволновую область максимума ППР сформированных НЧ - до 540 нм. Их диаметр составляет 19 нм. Полученные результаты могут быть интерпретированы с позиций, развитых в работах (Литманович О.Е. Закономерности взаимодействия макромолекул с наночастицами металлов и псевдоматричный синтез золей полимер-металлических нанокомпозитов // Высокомолек. соед. С. 2008. № 7. С. 1370 - 1396; Помогайло А.Д. Наночастицы металлов в полимерах. М.: Химия, 2000. 671 е.). По-видимому, с повышением плотности звеньев в полимере скорость образования и стабилизации зародышей частиц доминирует над скоростью их роста, поэтому НЧ имеют меньшие размеры. Таким образом, изменяя значение рН среды, в растворах ХТЗ можно получать дисперсии золота с различным средним размером НЧ.

550

540

530

520

X, НМ

Рис. 13. Распределения по размерам для НЧ золота, полученных в растворах ХТЗ при рН 4.08 (/, конформация «спираль») и рН 3.5 (2, конформация «клубок»)

0 1 2 3 4 5 ММхЮ5(ХТЗ) Рис. 14. Зависимость положения максимума плазмонного поглощения НЧ золота от молекулярной массы ХТЗ, рН 4.06

Результаты о влиянии молекулярной массы ХТЗ на размеры НЧ представлены на рис. 15. Увеличение ММ стабилизатора НЧ золота при постоянном значении рН среды вызывает смещение максимума полосы ППР наночастиц в более длинноволновую область спектра, что свидетельствует об увеличении среднего размера НЧ (рис. 14). Так, при ММ хитозана ~1.02х105 он равен 4 нм, а при ММ -4.78* 105 - 25 нм. Объяснить подобный эффект можно с точки зрения изменения плотности звеньев в макромолекуле при повышении ММ полимера. Согласно работе (Литманович О.Е., Паписов И.М. Влияние длины макромолекул на размер частиц металла, восстановленного в растворе полимера // Высокомолек. соед. А. 1999. №11. С. 1824-1830), чем выше ММ полимера, тем более рыхлые клубки образуют его макромолекул, что обеспечивает неограниченный со стороны макромолекул рост НЧ.

Спектрофотометрически было установлено, что 4

увеличение в растворе концентрации НАиСЦ с 3 до * 9 масс.% практически не приводит к изменению положения • *

максимума ППР НЧ золота, и, таким образом, т •

незначительно влияет на их размеры. :

Совокупность полученных результатов показывает, что изменяя рН среды и ММ полимера можно регулировать размеры НЧ золота. Существенно, что переход конформации макромолекул ХТЗ от статистического клубка к спирали позволяет формировать НЧ золота с меньшим средним размером и более узким распределением по размерам. Методами РМУ и трансмиссионной электронной микроскопией (ТЭМ) было установлено, что НЧ имеют сферическую форму (рис. 15).

2.4. Агрегативная устойчивость наночастиц золота, стабилизированных

хитозаном

При получении нанодисперсий одним из главных вопросов является агрегативная устойчивость НЧ в них. С целью проверки стабилизирующей способности макромолекул ХТЗ в работе были проведены две серии специальных экспериментов. В первую очередь, был определен электрокинетический потенциал НЧ в дисперсиях

• ~

Рис. 15. ТЭМ

изображение НЧ

различного состава. Известно, что дисперсная система является устойчивой, если значение электрокинетического потенциала ее частиц больше 30 мВ. Установлено, что величина ^-потенциала для изучаемых нанодисперсий золота превышает это значение в широком интервале состава раствора [осново-моль ХТЗ]/[НАиС14] (табл. 4). Обращает на себя внимание тот факт, что при снижении содержания ХТЗ в растворе величина ^-потенциала проходит через максимум. Соотношение между содержанием в растворе полимера и НЧ (НАиСЦ) [осново-моль ХТЗ]/[НАиС14] = 67:1 можно считать оптимальным, поскольку при нем обеспечивается максимальное значение ^-потенциала - 59 мВ. Кроме того, во второй серии экспериментов было установлено, что в процессе хранения нанодисперсий в течение 6 месяцев происходят лишь незначительные изменения положения ППР наночастиц золота. Следовательно, размеры и дисперсность НЧ остаются постоянными на протяжении всего срока хранения. Высокая стабилизирующая способность хитозана подтверждается и результатами, полученными в циклах осаждения-растворения нанодисперсий. Оказалось, что после трехкратного их осаждения получается водорастворимый продукт, спектр которого идентичен спектру исходной нанодисперсии.

Стабилизация может быть обусловлена образованием комплексов «полимер -частица» за счет протонированных аминогрупп пиранозного звена ХТЗ и кислорода гидроксильных групп и простой эфирной связи полисахарида (рис. 6). Полученные данные легли в основу оптимизации условий синтеза НЧ в растворах ХТЗ, обеспечивающих их высокую агрегативную устойчивость, и разработки методов управления размерами НЧ. Кроме того, открываются возможности для реализации порошкообразных нанодисперсий, стабилизированных ХТЗ, способных к многократному растворению-осаждению при сохранении размеров НЧ в них.

Таблица 5. Влияние НЧ Аи на физико-механические свойства пленок, полученных

из нанодисперсий исходного состава 2 масс.% ХТЗ в 2 масс.% УК, с различным содержанием НЧ золота

Таблица 4. Значения электрокинетического потенциала золей золота растворов хитозана различного состава

[осново-моль ХТЗ]/ [НАиСЦ] рН мВ

201:1 3.52 37

67:1 3.68 59

40:1 3.63 41

28:1 3.69 39

22:1 3..59 32

ш (НЧ Аи) в пленке, % прочность при разрыве (а), МПа Относительная деформация (е), %

0 27.0 1.9

0.58 20.0 5.7

1.15 14.3 4.7

1.74 14.0 3.8

2.5. Структура и физико-механические свойства нанодисперсий золота в растворах хитозана

Нанокомпозиты хитозана с НЧ золота могут быть использованы в виде пленочных и волокнистых изделий, лечебных и защитных покрытий, разделительных мембран. Вместе с тем, если говорить о практическом применении пленок на основе нанодисперсий, необходимо знать их прочностные и деформационные свойства (табл. 5). При введении в раствор ХТЗ небольших количеств НЧ золота можно получить пленочные материалы с относительной деформацией 5.7%, что в 2 раза больше, чем у пленок исходного полисахарида. Однако величина разрывного

напряжения таких пленок ниже, чем у немодифицированного ХТЗ. Это, по-видимому, обусловлено внутренней пластификацией последнего, связанной с природой взаимодействия макромолекул с НЧ золота. Они могут дополнительно «закреплять» некоторые дипольные группы в макромолекулах полимера, уменьшая их подвижность. Рентгенофазовый анализ пленок ХТЗ и нанокомпозитов ХТЗ - НЧ Аи показал, что НЧ оказывают влияние на структуру полимера.

В этом случае, происходит изменение кристалличности полимера и приближение структуры пленок нанокомпозитов к аморфной, с этим связано и увеличение их эластичности по сравнению с ХТЗ.

2.6. Исследование биологической активности ианодисперсий «НЧ золота - ХТЗ»

Одним из перспективных направлений в области применения систем «НЧ золота - ХТЗ» (далее препарат) является получение на их основе биологически активных мультикомпонентных систем многофункционального действия для лечения сердечнососудистых и онкологичеких заболеваний, сахарного диабета, хронической усталости и стрессовых состояний. В связи с этим впервые в условиях перорального применения была изучена проникающая способность нанокомпозиции «НЧ Аи -ХТЗ» из полости желудочно-кишечного тракта в кровь, последующее распределение НЧ золота по органам и кинетика их выведения из организма (табл. 6).

Таблица 6. Распределение наночастиц золота, стабилизированных ХТЗ, в органах

экспериментальных животных при пероральном применении препарата __«НЧ Аи - ХТЗ»

Время после окончания введения препарата, сутки количество золота в органах (мг Аи / кг животного)

почки печень мозг легкие селезенка сердце

1 0.25 0.16 <0.06 <0.06 0.06 <0.06

5 2.56 0.56 нет 0.06 0.13 нет

10 2.56 0.19 нет 0.10 0.16 нет

20 1.28 0.13 нет 0.06 нет нет

28 0.25 нет нет нет нет нет

Из таблицы видно, что через 5 суток после окончания введения препарата количество золота нарастало в печени и почках. В легких и селезенке максимальное накопление золота происходило к 10 суткам. На 20-ый день содержание золота во всех органах резко снижалось, и спустя 28 дней уже не определялось ни в одном органе, кроме почек, являющихся органом выделения. В них через 4 недели после окончания введения препарата так же четко прослеживается тенденция к выведению НЧ золота. Таким образом, макромолекулы ХТЗ могут обеспечивать доставку НЧ золота к различным органам организма.

В свете полученных результатов была выполнена индикация биологической активности нанодисперсий золота, стабилизированных ХТЗ, при пероральном их введении на примере моделирования у экспериментальных животных гипобарической гипоксии и злокачественных новообразований (альвеолярного рака печени). Было показано, что при применении препаратов в условиях гипоксии резко снижается скорость перекисного окисления липидов в крови лабораторных животных. Более того, установлено, что препарат, содержащий биологически

активные вещества белковой природы (пчелиный яд) эффективно ингибирует рост опухолей, вызывая уменьшение их площади в 5 раз по сравнению с новообразованиями у животных, не получавших препарат. Таким образом, нанокомпозиции «НЧ Аи - ХТЗ» проявляют высокую биологическую активность. Впервые на их основе разработана стратегия получения мультикомпонентных систем для доставки лекарств и биологически активных веществ в организм при их пероральном введении.

2.7. Фотокаталитические свойства ианодисиерсий золота, стабилизированных хитозаном

В работе была рассмотрена возможность легирования НЧ золота, стабилизированными ХТЗ, порошкообразного диоксида титана анатазной формы с целью усиления фотоактивности последнего. На примере УФ-индуцированного разложения метиленового оранжевого (МО) в водных растворах показана фотокаталитическая активность систем «ТЮ2 - НЧ Аи» или «ТЮ2 - НЧ Аи - ХТЗ» по сравнению с «ТЮ2 (анатаз)». Оказалось, что использование «ТЮ2 (анатаз)» приводит к превращению МО на 70% за 200 мин УФ-облучения, «ТЮ2 - НЧ Аи» - на 80%. Наибольшую активность проявляет система «ТЮ2 - НЧ Аи - ХТЗ», которая способствует превращению МО на 95% 200 мин с высокой скоростью. Высокая активность нанокомпозитов «ТЮ2 - НЧ Аи - ХТЗ» может быть связана с участием полимера-стабилизатора в процессах адсорбции МО и ориентации его молекул на поверхности катализатора. Преимуществами полученных систем являются не только более доступный и экономичный метод легирования диоксида титана НЧ золота, но и большая их эффективность. Все это открывает возможности для сознания новых фотокатализаторов.

ВЫВОДЫ

1. Разработан двухстадийный поликонденсационно-полимеризационный метод синтеза оптически прозрачных сополимеров, содержащих полититаноксид в органической полимерной матрице поли(гидроксиэтилметакрилата) и поли(гидроксиэтилметакрилат - лактид (гликолид)) в виде твердых стекол и гибких пленок. Выявлены особенности процессов получения материалов в присутствии прекурсоров НАиСЦ и AgN03.

2. В сополимерах при УФ-воздействии обнаружен одноэлектронный переход Ti4+ + е —> Ti3+, который сопровождается уменьшением их светопропускания в видимой области спектра. Степень затемнения зависит от состава сополимеров. Квантовый выход процесса близок к 1 и носит обратимый характер.

3. Установлено, что при поликонденсации алкоксида титана в среде гидроксиэтилметакрилата происходит самоорганизация цепей полититаноксида в НЧ (кластеры) со средним размеров 6-8 нм, структура которых близка к анатазной. Установлено, что кластеры равномерно распределены по всему объему органического полимера.

4. Получены нанокомпозиты на основе органо-неорганических сополимеров, содержащие наночастицы золота и серебра, сформированные in situ при УФ-облучении. Размер частиц можно регулировать изменением соотношения органического и неорганического компонентов или концентрации прекурсоров в сополимере.

5. Установлено влияние полититаноксида и наночастиц золота или серебра на температуру стеклования и прочностные характеристики сополимеров. Терсополимеры, содержащие в качестве третьего компонента лактид или гликолид, обладают улучшенными пласто-эластическими свойствами.

6. Органо-неорганические сополимеры, наполненные высокодисперсным полититаноксидом, проявляют фотокаталитическую активность. Наблюдается ее существенное увеличение в нанокомпозитах, содержащих наночастицы золота или серебра.

7. Получены дисперсии наночастиц золота, стабилизированные хитозаном, с высокой агрегативной устойчивостью при УФ-воздействии на НАиСЦ. Комплексная диагностика нанодисперсий во время их формирования методами оптической спектроскопии и рассеяния рентгеновских лучей на малых углах позволила выявить особенности процесса их получения. Впервые установлена линейная зависимость между длиной волны максимума плазмонного резонанса наночастиц и их средним размером в области от 2 до 30 нм. Средний размер НЧ Au в растворах хитозана можно варьировать в этих пределах путем изменения молекулярной массы хитозана и рН среды.

8. Разработана стратегия получения мультикомпонентных систем на основе нанодисперсий ХТЗ-НЧ Au, содержащих биологически активные вещества, для доставки лекарств в организм при пероральном введении.

9. Разработан метод легирования частиц диоксида титана с помощью наночастиц золота, стабилизированных хитозаном, что перспективно для создания новых фотокатализаторов.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК:

1. Саломатина, Е.В. Влияние кинетических особенностей получения гибридных сополимеров на основе Ti(OPri)4 и гидроксиэтилметакрилата на их структуру и свойства / Е.В. Саломатина, А.Н. Москвичев, А.В. Князев, Л.А. Смирнова // Журнал прикладной химии,-2015.-№. 2. С. 190-201.

2. Грачева, Т.А. Особенности кинетики УФ-индуцированного формирования наночастиц золота в растворах хитозана, допированных НАиСЦ / Т.А. Грачева, Т.А. Кузьмичева, Е.В. Саломатина, В.Н. Перевезенцев, Л.А. Смирнова, А.Е. Мочалова // Письма в ЖТФ. - 2015. -№ 5. - С. 58 - 64.

3. Саломатина, Е.В. Влияние природы полимера-стабилизатора на размерные характеристики наночастиц золота / Е.В. Саломатина, Л.А. Смирнова, А.Е. Мочалова, Т.А. Кузьмичева, Т.А. Грачева // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2013. - № 2-1. - С. 107 - 112.

4. Salomatina, E.V. Synthesis, structure, and properties of organic-inorganic nanocomposites containing poly(titanium oxide) / E.V. Salomatina, N.M. Bityurin, M.V. Gulenova, T.A. Gracheva, M.N. Drozdov, A.V. Knyazev, K.V. Kir'yanov, A.V. Markin, L.A. Smirnova // J. Mater. Chem. C. - 2013. - № 1. - P. 6375 - 6385.

5. Bityurin, N. Photoinduced nanocomposites—creation, modification, linear and nonlinear optical properties / N. Bityurin, A. Alexandrov, A. Afanasiev, N. Agareva, A. Piculin, N. Sapagova, L. Soustov, E. Salomatina, E. Gorshcova, N. Tsverova, L. Smirnova // Applied Physics A. -2013.-№. l.-P. 135- 138.

6. Саломатина, E.B. Комплексная диагностика размерных характеристик наночастиц золота, формирующихся при УФ-восстановлении НАиСЦ в растворах хитозана / Е.В. Саломатина, Т.А. Кузьмичева, А.Е. Мочалова, Т.А. Грачева, JI.A. Смирнова, A.A. Бобров, МЛ. Бугрова // Российские нанотехнологии. - 2013. - № 11-12. - С. 53 - 57.

7. Корягин, A.C. Адаптогенные эффекты нанокомпозитов хитозан-золото в условиях моделирования гипоксии / A.C. Корягин, А.Е. Мочалова, Е.В. Саломатина, О.Ю. Ешкова, JI.A. Смирнова // Перспективные материалы. - 2012. - № 5. - С. 53 - 57.

8. Грачева, Т.А. Экспериментальное исследование кинетики формирования наночастиц золота в полимерных средах / Т.А. Грачева, Т.А. Кузьмичева, В.Н. Перевезенцев, А.Е. Мочалова, Л.А. Смирнова, Е.В. Саломатина // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2011. -№ 5. - С. 21 - 26.

9. Корягин, A.C. Адаптогенные эффекты пчелиного яда к гипоксии при пероральном применении / A.C. Корягин, А.Е. Мочалова, В.Н. Крылов, Л.А. Смирнова, Е.В. Саломатина, A.A. Николаева И Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2010. - № 2-2. - С. 659 - 663.

10. Грачева, Т.А. Экспериментальное определение геометрических характеристик и концентрации неоднородностей методом малоугловой рентгенографии / Т.А. Грачева, Т.А. Кузьмичева, В.Н. Перевезенцев, Л.А. Смирнова, А.Е. Мочалова, Е.В. Саломатина, А.Ф. Щуров // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2010. -№ 5-2. - С. 74 - 77.

Статьи в других изданиях: И. Mochalova, А.Е. Anticancer Activity of Multicomponent Nanostructured System «Gold

Nanoparticles-Apitoxin-Chitosan» / A.E. Mochalova, A.S. Koryagin, E.V. Salomatina, V.N. Dydykina, Yu.D. Zotova, L.A. Smirnova // Journal of Nanotechnology in Diagnosis and Treatment.-2014.-№. l.-P. 11-16. 12. Mochalova, A.E. Chitosan-Coated Gold Nanoparticles as Promising Nanosystem for Directional Drug Delivery to Target Organs / A.E. Mochalova, A.S. Koryagin, E.V. Salomatina, K.V. Apryatina, L.A. Smirnova // Journal of Nanotechnology in Diagnosis and Treatment. -2014.-№ l.-P. 34-41.

Тезисы докладов:

1. Salomatina, E.V. New catalysts based on organic-inorganic copolymers containing poly(titanium oxide) and Au and Ag nanoparticles / E.V. Salomatina, A.Yu. Sharova, A.V. Knyazev, L.A. Smirnova // Fourth International Symposium "Frontiers in polymer science", Riva del Garda, Italy, 20 - 22 May 2015. Book of abstract. - 2015. - P. 3.022.

2. Salomatina, E. Gold and silver nanoparticles effect photocatalytic properties of poly(titanium oxide) in organic polymer matrix / E. Salomatina, S. Zaitsev, A. Sharova, L. Smirnova // European Polymer congress 2015, Dresden, Germany, June 21 - 26 2015. Book of abstract. -2015.-P. 248.

3. . Salomatina, E.V. The organic-inorganic polymer materials containing po!y(titanium oxide) and Au and Ag nanoparticles / E.V. Salomatina, S.K. Ignatov, L.A. Smirnova // Callenges in inorganic and materials chemistry, Dublin, Ireland, 1 - 4 July 2014.Book of abstracts. - 2014. -P. 76.

4. Salomatina, E. V. Photoinduced polymeric composite materials based on nanostructured poly(titanium oxide) for photonics applications / E.V. Salomatina, L.A. Smirnova, A.S. Loginova, S.K. Ignatov, S.D. Zaitsev, N.M. Bityrin, A.V. Afanas'ev // 1st International Conference "Functional Integrated nano Systems", Graz, Austria, 3-5 December 2014. Book of abstract. - 2014. - P. 12.

5. Salomatina, E.V. Structural characteristics of the organic-inorganic materials (co)poly(titanium oxide-oxoethylmethacrylate) / E.V. Salomatina, A.S. Loginova, S.K. Ignatov, L.A. Smirnova // XV International Scientific Conference «High-Tech in Chemical Engineering - 2014», Zvenigorod, Russia, 22-26 September 2014. Book of abstract. -2014.-P. 298.

6. Salomatina, E.V. Au and Ag nanoparticles influence on temperature transitions in poly(titanium oxide - hydroxyethylmethacrylate) copolymers / E.V. Salomatina, A.V. Markin, A.V. Knyazev, S.S. Sologubov, L.A. Smirnova // XX International conference on chemical thermodynamics in Russia, Nizhni Novgorod, Russia, 22 - 26 June 2014. Book of abstract. -2014.-P. 375.

7. Саломатина, E.B. Новые комозиционные материалы на основе полититаноксида и гидроксиэтилметакрилата, содержащие наночастицы Au и Ag / E.B. Саломатина, J1.A. Смирнова, М.Н. Дроздов, М.В. Гуленова, А.В. Маркин // Шестая всероссийская Каргинская конференция «Полимеры - 2014», Москва, Россия, 27-31 января 2014. Тезисы докладов. - 2014. - С. 880.

8. Саломатина, Е.В. Исследование структуры органо-неорганических сополимеров, содержащих полититаноксид / Е.В. Саломатина, П.А. Юнин, J1.A. Смирнова // Менделеев - 2013. Нанохимия и наноматериалы. Седьмая всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием по химии и наноматериалам, Санкт - Петербург, 2-5 апреля 2013, Тезисы докладов. - 2013. -С. 73-75.

9. Саломатина, Е.В. Органо-неорганические (со)полимеры на основе полититаноксида. Получение, свойства / Е.В. Саломатина, JI.A. Смирнова, А.В. Маркин, С.В. Сологубов, М.В. Гуленова, И.В. Спирина // Современные проблемы и инновационные перспективы развития химии высокомолекулярных соединений, Уфа, Россия, 31 мая - 2 июня 2012. Тезисы докладов. - 2012. - С. 75 - 76.

10. Salomatina, E.V. Chitosan as a agent of targeted delivery of drugs in nano scale form / E.V. Salomatina, A.S. Koryagin, A.E. Mochalova, L.A. Smirnova // 10th International Conference of the European Chitin Society (EUCHIS 2011), St.Peterburg, Russia, May 20-24, 2011. Program and abstracts.-2011.-P. 143- 145;

11. Саломатина, E.B. Полифункциональность хитозана в Au- и Ag- содержащих нанодисперсиях / Е.В. Саломатина, Т.А. Грачева, Т.А. Кузьмичева, А.Е. Мочалова, JI.A. Смирнова, О.Н. Смирнова // Материалы X международной конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана», Нижний Новгород, 29 июня - 2 июля 2010. - 2010. - С. 129 - 132;

12. Баранов, И.А. Получение и коллоидно-химические свойства полимерных композиций на основе хитозана, зоотоксинов и наночастиц золота / И.А. Баранов, А.Е. Мочалова, Е.В. Саломатина, J1.A. Смирнова, А.С. Корягин // Материалы Пятой Всероссийской Каргинской конференции «Полимеры 2010», Москва, Россия, 21-25 июня 2010. Тезисы докладов. - 2010. - С. 24.

Подписано в печать 22.10.2015 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1. Заказ № 738. Тираж 100 экз.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ННГУ им. Н.И. Лобачевского. 603000, г. Нижний Новгород, ул. Б. Покровская, 37