Аэрогели и функциональные материалы получаемые на их основе

В результате проведенных экспериментов было доказано, чтопосле адсорбции в аэрогель растворимость лекарственных веществ возрастает. Это объясняется тем, что активное вещество адсорбируется а в аморфной а не в кристаллической форме. На текущий момент исследователями во всем мире ведутся работы по созданию лекарственных форм с использованием аэрогелей для создания таких лекарственных форм как мази, порошки для ингаляций, а также лекарственных форм в капсулах. Так, использование аэрогелей для ингаляций может обеспечить быструю доставку в легкие через кровоток с сопутствующим терапевтическим эффектом. Существует возможность использованияаэрогелей в регенеративной медицине, т. к. в порах аэрогеля можно создать комфортную среду для выращивания клеток ткани. Т. о., аэрогели являются особенно перспективными материалами для использования в фармацевтической промышленности.1Также возможно использование аэрогелейпроизведенных на основе бактериальной целлюлозы в биотехнологической промышленности, вкачестве мембран для иммобилизации ферментов и клеток.2В электронной промышленности аэрогели на основе бактериальной целлюлозы используются для изготовления органических светоизлучающих диодов, пленочных солнечных батарей,фотохромных материалов и материалов с жидкокристаллическими свойствами. 1,2,3.1 Меньшутина Н.В. Аэрогели – новое слово в науке и фармацевтике / Н.В. Меньшутина, Д. Д. Ловская, Е. А. Лебедев // Фармацевтическиетехно-логии и упаковка – 2014, № 4, с. 62–632Ревин В. В. Получение бактериальной целлюлозы и нанокомпозиционных материалов: монография / В. В. Ревин, Е. В. Лияськина, Н. А. Пестов М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования «Мордовский гос. ун-т им. Н. П. Огарёва». – Саранск: Изд-во Саранского ун-та, 2014. – 126, [2] с.: ил., с. 273Митрофанов Р. Ю. Получение и свойства гель-пленки бактериальной целлюлозы / Р. Ю. Митрофанов, В. В. Будаева, Г. В. Сакович // Химия в интересах устойчивого развития – 2010, № 18, с. 587-592, с.587ЗАКЛЮЧЕНИЕАэрогелипредставляют собой твердофазные материалы. Существуют различные технологии получения аэрогелей, но наиболее распространеннойявляется технология с использованием сверхкритической сушки. Структура аэрогеля– этосвязнная сетка из соединенных между собой наночастиц с большим количеством микропор. Фактически аэрогели на 95 – 99 % состоят из воздуха. Благодаря этомуаэрогели обладают практически самой низкой полностью среди твердых веществ. Аэрогели– лучшиетермоизоляторы в мире. Интерес к функциональным материалам, получаемым на основе аэрогелей обусловлених уникальными свойствами, такими как низкая плотность, высокая удельная поверхность и термическая стабильность. Аэрогели, как правило, имеют хорошо контролируемую пористую структуру. Эти характеристики делают аэрогели очень перспективными материалами для использования во многих областях науки и промышленности. Однако высокая стоимость их производства препятствует массовому применениюаэрогелей, что мотивирует на поиск нового, более дешевого способы и сырья для получения подобных материалов. Аэрогели и функциональные материалы на их основе находят или найдут в будущем применение в качестве различных компонентов тепло- и звукоизоляционных материалов, сверхлёгких конструкционных материалов, эффективных влагопоглотителей или сорбентов, гетерогенных катализаторов и носителей катализаторов, средств доставки лекарств. Основным недостатком, препятствующим более широкому распространению аэрогелей, является их высокая стоимость, а также склонность к хрупкому разрушению.Неорганические аэрогели известны с 1931 г. Наиболее изученными среди неорганических аэрогелей являются аэрогели на основе диоксида кремния.Наравне с неорганическим сырьем для производства аэрогелей используют различные органические компоненты.Процесс получения аэрогелей многостадийный, он включает стадии образования основной матрицы, с порами, заполненными растворителем, и стадию сверхкритической сушки, от которой напрямую зависит качество получаемого аэрогеля.Современными тенденциями развития технологии получения аэрогелей прежде всего являются снижение эксплуатационных затрат на производство, улучшение конструктивных и функциональных свойств аэрогелей и производство аэрогелей из биоматериалов.Одним из перспективных материалов для получения аэрогелей является бактериальная целлюлоза. Особенно эффективным является ее биосинтез на основе симбиоза Medusomycesgisevii.На современном этапе аэрогели применяются в качестве теплоизоляцион-ных материалов, матриц-носителей, адсорбентов, систем доставки лекарств и т.д. Основными отраслями, в которых применяются аэрогели, в настоящий момент являются фармацевтика, медицина, экология, атомная  промышленность, аэрокосмическая отрасль и машиностроение, энергетика, строительство, текстильная промышленность и др. На современном этапе аэрогели представлены на рынке в различных формах.Аэрогели уже выпускаются в виде монолитов, гибких одеял и порошков. Ведутся работы по созданию высокопористых материалов низкой плотности в виде пены, которая наносится на изолируемую поверхность. Все это делает возможным расширение круга их применения.В настоящей курсовой работе проведеноисследованиепонятияаэрогелей и функциональных материалов, изготавливаемых на их основе, изучены понятие аэрогелей и приведена их классификация.В работе рассмотрены свойства аэрогелей и области их применения, исследованы возможности использование природных полимеров, в частности бактериальной целлюлозы, для получения аэрогелей, а также приведено описание применение аэрогелей на основе бактериальной целлюлозы.Рамки данной работы не позволили изложить названную тему более подробно. Так, например, в работе подробно не рассмотрена подготовительная стадия процесса производства аэрогеля–образование влажного геля.Однако, это означает, что автор оставляет за собой право продолжить более глубокое изучение данной тематикив дальнейшем и возможного написаниядругих работ по названной теме опираясь на материалы, представленные в настоящей работе.СПИСОКИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВГисматулина Ю. А. Сравнение пеллюлоз. выделенных из мискантуса. с хтопковой целлюлозой методом ИК-Фурье спектроскопии / Ю. А. Гисматулина, В. В. Будаева // Ползуновскийвестник – 2014., №3. С. 177-181.Гладышева Е. К. Биосинтез бактериальной целлюлозы культурой Mednsomycesgisevii / Е. К. Гладышева, Е. А. Скиба // Вестник ВГУИТ – 2015., №3., с. 149-156Гладышева Е. К.Исследование физико-химических свойств бактериальной целлюлозы, продуцируемой культурой Мedusomycesgisevii/ Фундаментальные исследования – 2015., № 5 (часть 1) – с. 53-57Гладышева Е.К. Обоснование выбора питательной среды для синтеза бактериальной целлюлозы // Вестник Алтайской науки– 2014., № 1., с. 307-310Гришечко Л.И. Синтез и изучение структурных характеристик органических аэрогелей на основе лигнина и фенола / Л.И. Гришечко, Б.Н. Кузнецов, А. Селзард // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы VI Всероссийской конференции. 22-24 апреля 2014 г. / под ред. Н.Г. Базарновой. В.И. Маркина. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2014., с. 54–56Котельникова Н. Е. Самоорганизующиеся целлюлозные биоматериалы из растворовлигноцеллюлоз в ДМАА/LiCl/ Н.Е. Котельникова, А.М. Михаилиди, Ю.В. Мартакова, Е.Н. Власова, М.М. Мокеев, Н.Н. Сапрыкина// Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы VI Всероссийской конференции. 22-24 апреля 2014 г. / под ред. Н.Г. Базарновой. В.И. Маркина. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2014., с. 34–35Лебедев А. Е. Моделирование имасштабирование процессовполучения аэрогелей ифункциональных материаловна их основе :автореф. дис. канд. тех. наук: 05.17.08 / ЛебедевАртемЕвгеньевич–Москва, 2015. –16 с.Ловская Д. Д. Аэрогели– современные системы доставки лекарств / Д. Д. Ловская, Л. Е. Лебедев, А. М. Каталевич // Успехи в химии и химической технологии. Том XXVII – 2013, №1, с. 79-85.Меньшутина Н.В. Аэрогели–новое слово в науке и фармацевтике/ Н.В. Меньшутина, Д. Д. Ловская, Е. А. Лебедев // Фармацевтическиетехно-логии и упаковка – 2014, № 4, с. 62–63 Меньшутина Н. В. Аэрогели – новые наноструктурированные материалы: получение, свойства и биомедицинское применение: учеб.пособие. / Н. В. Меньшутина, И. В.Смирнова, П. Л. Гуриков – М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2012., 60 с. Меньшутина Н. В. Наноструктурированные материалы на основе диоксида кремния: аэрогель, ксерогель, крио-гель / Н. В. Меньшутина, Л. М. Каталевич, Л. Е. Лебедев // Естественные и технические науки. 2013., № 2., 374 с. Меньшутина Н.В. Оптимизация процессов в сверхкритическом реакторе / Н. В. Меньшутина, Л. М. Каталевич, Л. Е. Лебедев, П. Л. Гуриков // Программные продукты и системы. 2012., № 4., с. 261-264. Меньшутина Н. В. Получение аэрогелей на основе диоксида кремния методом сверхкритической сушки / Н. В. Меньшутина, A. M. Каталевич, И. Смирнова // «Сверхкритические флюиды: теория и практика» Т. 8. – 2013, №3, с. 49-55 Митрофанов Р. Ю. Получение и свойства гель-пленки бактериальной целлюлозы / Р. Ю. Митрофанов, В. В. Будаева, Г. В. Сакович // Химия в интересах устойчивого развития – 2010, № 18, с.587-592Наноматериалы: свойства и перспективные приложения: монография / [А. Б. Ярославцев и др.] ; отв. ред. А. Б. Ярославцев. – Москва: Науч. мир, 2014. – 455 с.: ил. Оболенская А.В. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: учебное пособие для вузов. / А.В. Оболенская, З. П. Ельницкая, А. А. Леонович – М.: Экология – 1991., 320 с. Ревин В. В. Получение бактериальной целлюлозы и нанокомпозиционных материалов: монография / В. В. Ревин, Е. В. Лияськина, Н. А. Пестов М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования «Мордовский гос. ун-т им. Н. П. Огарёва». – Саранск: Изд-во Саранского ун-та, 2014. – 126, [2] с.: ил.  Рыбакова О.А.Прочная невесомость или аэрогель/О.А.Рыбакова, А.В. Лисенко, В.Б. Алиаметов// Труды Международного симпозиума «Надежность и качество» – 2008., Т. 2., № 1., с. 1-3. Семакова Е.А Получение аэрогелей из целлюлозы с помощью биотехнологий // Инновационные технологии при решении технических задач: сборник статей Международной научно-практической конференции (5 сентября 2017 г., г. Волгоград). – Уфа: АЭТЕРНА, 2017. – с. 53-55 СинельниковИ.Г. Динамика накопления продуктовферментативного гидролиза древесной целлюлозы комплексом гликозилгидролаз наоснове грибов рода Penicillium /И.Г.Синельников О.В. Лужкова, Е.А. Семакова. // «Экология - 2015» Материалы докладов Всероссийскойконференции с международным участием (22 - 24 сентября 2015 года). – Архангельск, 2015, с.57 - 58 Тарантул В. 3. Толковый словарь по молекулярной и клеточной биотехнологии. Русско-английский. Т. 1. – М.: Языки славянской культуры: Фонд «Развития фундаментальных лингвистических исследований», 2015. – 984 с.Чурагулов Б.Р. Аэрогели // Микроструктурыновыхфункциональныхматериалов. Выпуск 1. Наноструктурированныематериалы. – М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2006. – 10 с. Юркевич Д.И. Медузомицет (Чайный гриб): научная история, состав, особенности физиологии и метаболизма / Д.И. Юркевич, В.П. Кутышенко // Биофизика – 2002., № 6. с. 1116-1129.Кривомаз Т. Бактериальная целлюлоза: материал будущего [Электронный ресурс] // «Фармацевт Практик» – 2015, №05 Режим доступа: http://fp.com.ua/articles/bakterialnaya-tsellyuloza-material-budushhego/ Меньшутина Н.В.Высокопористые наноструктурированные материалы для высокотехнологичных отраслей экономики [Электронный ресурс] Н.В. Меньшутина,  Е. А. Лебедев // Вестник химической промышлен-ности – 2016. Режим доступа: http://vestkhimprom.ru/posts/vysokoporistye-nanostrukturirovannye-materialy-dlya-vysokotekhnologichnykh-otraslej-ekonomiki Принцип работы аэрогеля [Электронный ресурс] // Лаборатория 37. Режим доступа: http://lab-37.com/technologies/princip-raboty-aerogelya/