Исследование структурных, фазовых и химических процессов в растворах и гидрогелях полисахаридов, инициируемых гидроакустическим воздействием

О группе:

Объекты исследований: полисахариды природного происхождения (хитин, хитозан, крахмал и его производные, эфиры целлюлозы, альгинаты), оксиды металлов, водорастворимые металлофталоцианины.

Основные направления исследований:

 

  • структурная гомогенизация и ориентационные процессы в растворах полисахаридов при гидроакустическом воздействии;
  • механоинициируемая деполимеризация в растворах полисахаридов;
  • механоакустическое инкорпорирование функциональных аддитивов в полимерные матрицы;
  • коллоидизация полисахаридов в кавитирующей среде в присутствии агентов преципитации;
  • получение ультрадисперсных органо-неорганических коллоидов, стабилизированных ионогенными полисахаридами, с использованием гидроакустического воздействия;
  • жидкофазная механоактивация полисахаридов в суспензиях (хитин, хитозан, крахмал);
  • получение композиций на основе полисахаридов и синтетических полимеров с повышенной совместимостью ингредиентов;
  • влияние гидроакустического воздействия на скорость полимераналогичных превращений в полисахаридах.

 

Объекты исследований: полисахариды природного происхождения (хитин, хитозан, крахмал и его производные, эфиры целлюлозы, альгинаты), оксиды металлов, неорганические соли, нерастворимые органические соединения и лекарственные препараты.

 

    В настоящее время проводятся исследования, направленные на получение полисахаридных ультрадисперсных, гидрогелевых и пленочных носителей функциональных препаратов. В рамках этого направления проводится изучение нековалентных взаимодействий в системах на основе природных ионогенных полисахаридов (хитозан, альгинат натрия) и амфифильных макрогетероциклических соединений (в качестве модельных соединений используются серии водорастворимых металлофталоцианинов).  Одним из практических применений исследований является получение волокнистых материалов, модифицированных субмикронными частицами-носителями на основе хитозана, и иммобилизация на образующемся якорном слое амфифильных органических функциональных соединений (бактерицидных, фунгицидных, лечебных и др.). Получены волокнистые материалы медицинского, гигиенического и косметического назначения.

Параллельно проводятся исследования, направленные на получение биодеградируемых материалов с высоким содержанием крахмала с использованием механической активации, реализуемой в роторно-импульсном аппарате. 

 

Исследуется возможность практического использования композитных хитозановых аппретов для нанесения на волокнистые материалы с целью придания им специальных свойств: суперсорбционных, бактерицидных, лечебных и др.

  

Гидроакустическое воздействие, реализуемое в роторно-импульсном аппарате, представляет собой комбинацию ультразвуковой кавитации и высокие сдвиговые напряжения, которым жидкий материал подвергается в узких (0,1-0,5 мм) зазорах между элементами ротора и статора.   

 

 Результаты исследований использованы при разработке и внедрении на текстильных предприятиях механохимических технологий получения экономичной шлихты и модифицированных крахмальных загусток.

 

 

Изобретательская и патентно-лицензионная работа:

1. Патент RU № 2432942 С1 Композиция для приготовления обладающей пролонгированным действием лекарственной формы для лечения орофарингеальной зоны Россия, МПК А61К 31/00, 47/36, 47/12,9/06, А61Р 35/00 / И.М. Липатова, Л.И. Макарова, Е.А. Мезина, А.П. Морыганов, Н.Д. Олтаржевская, М.А. Коровина. Заявка №2010121713/15(030848), заявлено 28.05.2010.; опубл. 10.11.2011  Б.И. № 31.

2. Патент RU № 2432954 С1 Способ получения гидрогеля лечебного назначения (варианты) Россия, МПК А61К 31/738, 31/722, 33/06, А61Р 43/00 / И.М. Липатова, Л.И. Макарова, Е.А. Мезина, А.П. Морыганов, Н.Д. Олтаржевская, М.А. Коровина. Заявка №2010121712/15(030847), заявлено 28.05.2010, опубл. 10.11.2011 Б.И. № 31.

3. Патент  RU 2 612 002 C1 «Способ получения гигиенического средства противовоспалительного действия для ухода за кожей ног». Авторы: Липатова И.М., Мезина Е.А., Морыганов А. П., Макарова Л.И.

Награды:

 

  • Серебряная медаль на 51-м Международном салоне инновационных исследований и новых технологий «Эврика 2002», Брюссель. 
  • Золотая медаль на V Московском Международном салоне инноваций и инвестиций (2005 г.). 
  • Золотая медаль на 54-м Международном салоне инновационных исследований и новых технологий «Эврика 2005», Брюссель 
  • Серебряная медаль на VIII Московском Международном салоне инноваций и инвестиций (2008 г.) 
Проекты, гранты лаборатории:

 

  • Грант РФФИ 06-08-9650-р «Теоретическое и экспериментальное обоснование использования гидроакустической техники для интенсификации технологических процессов переработки и модификации природных полисахаридов» (2006-2007 г.г.).
  • Грант «У.М.Н.И.К.-2007» (Лосев Н.В., Корнилова Н.А.) по теме «Разработка механохимического способа получения селективных сорбентов на основе хитозанов, закрепленных на носителях различной природы» (2008-2009 г.г.).
  • Программа №05 ОХНМ «Создание новых видов продукции из минерального и органического сырья», тема «Новые материалы на основе хитозана с механоакустически инкорпорированными функциональными аддитивами».(2009 - 2010  г.г.)
  • Договор № 12411/2012-01 «Разработка технологии получения гидрогелевых матриц». Шифр «4.4-Аппликоматериал - ИХР» (в рамках гос. контракта № 12411.1008799.13.032, ФЦП «Организация исследований, разработок и опытно-промышленного производства инновационных лечебных аппликационных текстильных  и полимерных материалов для направленной доставки лекарственных препаратов», Шифр «4.4-Аппликоматериал»), (2012-2014 гг.).
  • Грант «У.М.Н.И.К.-2015» (Мезина Е.А.) по теме «Разработка механо-химической технологии получения функциональных волокнистых материалов с нанесенным слоем нано- и мезоразмерных биополимерных частиц.» (2015-2016)
  • Грант РФФИ №116-03-00-135 Процессы супрамолекулярной самоорганизации с участием водорастворимых металлофталоцианинов и хитозана в растворах и на межфазных границах. (2016-2017г)

 

Главный научный сотрудник
Доктор химических наук
профессор
Научный сотрудник
Кандидат технических наук
Младший научный сотрудник
Научный сотрудник
Кандидат технических наук
Научный сотрудник
Кандидат технических наук

 

  1. Lipatova I.M., Moryganov A.P. Mechanoinitiated structural and chemical transformations in solutions and liquid dispersions of polysaccharides. / In: Chemistry of Polysaccharides, Ed. By G.E. Zaikov.: Brill Academic Publishers/VSP, Netherlands, 2005, pр. 294-343.
  2. Lipatova I.M., Losev N.V., Yusova A.A., Makarova L.I., Moryganov A.P. Energy effectiveness of ultrasonic and hydroacoustic splitting of starch hydrogels. / In: Starch: From Polysaccharides to Granules, Simple and Mixture Gels, Ed. by V.P. Yuryev, P. Tomasik and H. Ruck.: Nova Science Publishers, Inc. NY, 2004, pp. 171-185.
  3. Липатова И.М. Глава 7 Жидкофазная механохимическая модификация хитина и хитозана. стр.392- 445 в книге:"Современные проблемы модификации природных и синтетических волокнистых и других полимерных материалов: теория и практика" //Под ред. А.П. Морыганова и Г.Е. Заикова. Изд-во НОТ (Научные основы технологии), Санкт-Петербург, 2012. - 446 стр.
  4. Липатова И.М. Реологические свойства водных растворов полисахаридов и способы их регулирования. / Глава в книге: Растворы в химии и технологии модифицирования полимерных материалов: новое в теории и практике (Проблемы химии растворов) // Отв. ред. А.Ю. Цивадзе. Иваново: ОАО «Издательство «Иваново», 2014. С.248-297. ISBN 978-5-85229-491-5.
  5. I. M. Lipatova   Mechanoacoustic Method for Production of Composite Chitosan Finishing Agents for Textile Materials //Russian Journal of General Chemistry, 2013, Vol. 83, No. 1, pp.83-91.
  6. A. A. Yusova and I. M. Lipatova  Reological and Film-forming Properties of Мixed Sodium Alginate and Hyaluronate Solutions // Fibre Chemistry, Vol. 46, No. 3, September, 2014 рр.143-146.
  7. I.M. Lipatova, L.I. Makarova, E.A. Mezina  A Spectrophotometric Study of the Complexation Between Methylene Blue Dye and Sodium Alginate // Russian Journal of General Chemistry, 2016, Vol. 86, No. 9, pp2226-2231.
  8. Mezina E.A., Lipatova I.M. Effect of Peroxide Depolymerization of Chitosan on Properties of Chitosan Sulfate Particles Produced from This Substance // Russ. J. of Applied Chemistry. 2015, 88, 10, 1576−1581.
  9. A.A. Yusova, N.V. Losev, I.M. Lipatova. Effect of Hydroacoustic Treatment on the State and Gel-Forming Capacity of Starch Suspensions // Russ. J. of Applied Chemistry, 2015, Vol. 88, No. 4, pp. 661−668.   ISSN 1070-4272.
  10. В.А.Титов, И.М.Липатова, Е.А.Мезина, Л.А.Кузьмичева Плазмохимическая деструкция и модифицирование хитозана в растворе. // Химия высоких энергий. 2016. Т.50, № 5. С.434-438.
  11. D.  Nikitin,  A.  Choukourov,  V.  Titov,  L.  Kuzmicheva,  I.  Lipatova,  E.  Mezina, V.  Aleksandriiskii,  A.  Shelemin,  I.  Khalakhan,  D.  Slavinska,  H.  Biederman In  situ  coupling  of  chitosan  onto  polypropylene  foils  by  an Atmospheric  Pressure  Air  Glow  Discharge  with  a  liquid  cathode.// Carbohydrate  Polymers  154  (2016)  30–39.
  12. И.М. Липатова, Е.А. Мезина, А.А. Юсова Процессы супрамолекулярной самоорганизации и фазовые превращения в водных системах на основе хитозана и сульфозамещенных металлофталоцианинов. // Российский химический журнал. 2016, т. LX, №№ 5–6. с.79-86.
  13. Н.Д.Олтаржевская, В.И. Швец, М.А.Коровина, И.М. Липатова , Т.С.Хлыстова Выбор состава биополимерной лечебной депо-композиции для использования в различных областях медицины. // Биотехнология  2016, №1, С. 43-52.

 

UV/VIS спектрофотометр УФ и видимой области