Лаборатория макромолекулярного дизайна

Заведующий лабораторией:

Костюк Сергей Викторович - доктор химических наук, профессор, ведущий ученый проекта «Макромолекулярный дизайн полимерных материалов медицинского и технического назначения».

Коллектив проекта включает в себя 22 человек, включая: 2 доктора наук, 6 кандидатов наук, 6 аспирантов и 5 студентов.

О проекте:

Лаборатория создана в рамках выполнения работ по проекту: «Макромолекулярный дизайн полимерных материалов медицинского и технического назначения», руководитель проекта - Костюк С.В., соглашение с Министерством науки и высшего образования Российской Федерации о предоставлении из федерального бюджета грантов в форме субсидий в целях реализации научного проекта под руководством привлекаемого ведущего ученого от 14 июня 2024 г. № 075-15-2024-633. 

Данный проект посвящен разработке принципиально новых подходов к проведению контролируемой полимеризации изобутилена и его сополимеризации с природными мономерами, стиролом и его производными с использованием фотоинициируемой катионной полимеризации и совмещения катионной и радикальной полимеризации. Это позволит создать ряд высокотехнологичных материалов с регулируемым комплексом свойств и, соответственно, областей применения: оптоэлектроника (гибкие и легко перерабатываемые матрицы для инкапсуляции нанокристаллов), медицина (покрытие коронарных стентов, изготовление искусственного сердечного клапана, офтальмологических имплантатов и сосудистых трансплантатов). Использование подходов фотополимеризации позволит перейти от дорогостоящего низкотемпературного синтеза к более дешевым технологиям, что значительно повысит конкурентоспособность продукции на мировом рынке. В процессе реализации проекта будет создана команда ученых, способная занять лидирующие позиции в мире в области синтеза полимеров и в последствии войти в число ведущих научно-педагогических работников в институтах Российской Федерации.

В ходе выполнения первого этапа проекта разработана стратегия синтеза нового типа агентов обратимой передачи цепи (ОПЦ-агентов) для контролируемой катионной RAFT полимеризации. На первых этапах работы были проведены теоретические расчеты в программном пакете Gaussian 09 для установления оптимального состава ОПЦ-агентов для катионной RAFT полимеризации мономеров с пониженной активностью, таких как стирол, его производные и изобутилен. На основании полученных данных разработана методика и успешно синтезирован ряд новых кумилдитиобензоатных производных с акцепторными заместителями (-СF3, -CN). Исследована катионной RAFT полимеризации стирола, п-метилстирола и п-метоксистирола в присутствии различных кумилдитиобензоатов в условиях хемоинициирования при комнатной температуре. В условиях контролируемой RAFT полимеризации успешно синтезированы высокомолекулярные поли(п-метоксистиролы) с регулируемой молекулярной массой до 50000 г/моль и низкой полидисперсностью (Đ < 1,3). Показаны основные преимущества и ограничения катионной RAFT полимеризации с использованием разработанных ОПЦ-агентов, оценены возможности проведения фотоинициируемого/фотоконтролируемого процесса полимеризации стирольных мономеров. Предложена уникальная стратегия синтеза блок-сополимеров изобутилена с (мет)акрилатными мономерами за счет трансформации катионной полимеризации в фотоинициируемую радикальную полимеризацию.

Научные публикации:
2024
Functionalized Polyisobutylene and Polyisobutylene-Based Block Copolymers by Mechanistic Transformation from Cationic to Radical Process

Macromolecular Chemistry and Physics, https://doi.org/10.1002/macp.202400261
Yusra Bahar Cakir, Miraslau Makarevich, Mikalai Bohdan, Tugba Celiker, Maksim Hulnik, Irina V. Vasilenko, Baris Kiskan, Sergei V. Kostjuk

Участие членов коллектива проекта в научных конференциях, симпозиумах, научных семинарах:

2024

X Международная конференция по физической химии краун-соединений, порфиринов и фталоцианинов 23-27 сентября 2024 года
Доклад на тему «Фотоинициируемая в диапазоне видимого света катионная полимеризация изобутилена»

Доклад на тему "Synthesis of Functionalized Polyisobutylene and Polyisobutylene-Based Block Copolymers via Visible Light-Induced Cationie Polymerization"
Харбинский институт технологий, 1-4 ноября 2024 года

Всероссийская конференция с международным участием «Химия Элементоорганических Соединений и Полимеров - 2024» 18–22 ноября 2024 года
Доклад на тему «Novel catalytic systems for the synthesis of highly reactive polyisobutylene: liquid coordination complexes in the presence of ethers»

Приборная база лаборатории: