Исследователи Химического института имени А.М. Бутлерова Казанского федерального университета, совместно с учеными из ФИЦ «Казанский научный центр Российской академии наук», сделали значительный прорыв в области органических пьезоэлектрических материалов.
В ходе исследования, возглавляемого директором химического института Маратом Зиганшиным, были выявлены перспективные органические соединения — дипептиды, способные к самосборке в разнообразные биосовместимые микро- и наноструктуры с уникальными свойствами.
Пьезоэлектрические материалы, преобразующие механическую энергию в электрическую, давно вызывают интерес ученых благодаря своему потенциалу для различных приложений. Однако большинство неорганических материалов, таких как цирконат-титанат свинца, не являются биосовместимыми и могут представлять угрозу для живых организмов. В отличие от них, обнаруженные дипептиды могут использоваться для создания безопасных биосовместимых имплантатов и диагностических средств.
В рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет – 2030», команда исследователей, включающая Суфию Зиганшину, Елену Кудрявцеву и сотрудников ФИЦ КазНЦ РАН Анну Морозову, Надежду Курбатову и Анастаса Бухараева, сосредоточилась на разработке технологии масштабируемого получения микрокристаллов и микростержней из дипептидов. Методика управления размером структур на примере лейцил-фенилаланина и фенилаланил-лейцина позволила получить объекты с требуемыми размерами и пьезоэлектрическими свойствами.
Результаты исследования показали, что дипептиды могут генерировать электрическую энергию с коэффициентами 71 пм В-1 и -73 пм В-1 для структур на основе фенилаланил-лейцина, и 87 пм В-1 и -19 пм В-1 для микрокристаллов лейцил-фенилаланина. Эти значения превосходят ранее изученные показатели для дифенилаланина.
В дальнейшем ученые планируют создать композиционный материал на основе гибкой матрицы с внедренными дипептидными пьезоэлектриками, что откроет новые горизонты в медицине и электронике.
Исследования были поддержаны субсидией Казанского федерального университета в рамках государственного задания в сфере научной деятельности. Подробности опубликованы в журнале Applied Materials Today.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: КФУ
