Ученые предложили простую технологию производства полимерных наночастиц лишь из двух органических веществ. Меняя температуру реакции и соотношение исходных реагентов, они могут получать наночастицы любого заданного размера. Новый метод описан в Macromolecules.

Чтобы создавать однородные по форме и размеру наночастицы, лаборатории по всему миру в последние годы используют синтез полимеров бензоксазиновой группы из различных веществ-мономеров. Обычно для полимеризации и формирования однородных наночастиц нужны специальные матрицы, катализаторы и присадки. Химики предложили для этого максимально простой способ.

Мономерами в разработанной реакции выступают всего два вещества: 3-аминофенол и формальдегид. 3-аминофенол — это одновременно и ароматический амин, и ароматический спирт, так как он включает в себя и фенольную, и аминогруппу. Учитывая эту двойственную структуру, исследователи решили провести полимеризацию без дополнительных компонентов.

К раствору 3-аминофенола в воде и этиловом спирте химики добавили формальдегид, после чего смесь перемешивали при умеренной температуре (до 75 °С). Затем с помощью центрифуги они извлекали из смеси полимерные наносферы, однородные по форме и размеру. Такие наночастицы могут стать основой для более востребованных углеродных наносфер. Их химики получили, прокалив наночастиц под потоком азота. Частицы оказались устойчивы к температуре и сохранили сферическую форму.

Новая технология интересна еще и тем, что с ее помощью можно относительно просто управлять размером структур. Чем больше концентрация 3-аминофенола в растворе, тем крупнее получаются наносферы. Повторяя эксперимент, ученые смогли синтезировать частицы диаметром от 372 до 1030 нм.

«Разработанный нами с коллегами из Китая метод в будущем может быть масштабирован для промышленного использования, — уверен один из авторов исследования, приглашенный сотрудник РУДН Рафаэль Луке. — Мы разработали простую и сравнительно недорогую технологию получения полимерных наносфер при низкой температуре без катализаторов, поверхностно-активных веществ и матриц. И области ее применения могут быть разнообразными. Полимерные наносферы и полученные на их основе углеродные частицы с содержанием азота могут использоваться для катализа, производства и хранения энергии, очистки других веществ от примесей и так далее».

Над исследованием работали ученые Чанчуньского института прикладной химии и Университета Китайской академии наук, Университета науки и технологий в Хэфее (Китай), Исламского университета Бахавалпура и Университета Фейсалабада (Пакистан). Работа была проведена при поддержке Проекта «5 –100».