Структура композитов на основе целлюлозы Gluconacetobacter xylinus и наночастиц различной природы

Морфология и структура нано-гель-пленок целлюлозы и композитов на ее основе с внедренными нанокомплексами селена и нанокристаллами гидроксиапатита исследована методами просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии и электронной дифракции. Установлено, что при статическом культивировании нано-гель-пленки целлюлозы бактериями штамма Gluconacetobacter xylinus (ЦGX) морфология ее поверхностей, обращенных вверх и вниз относительно поверхности питательного раствора, различна: на верхней поверхности формируются поры от нескольких единиц до ста нанометров, на нижней - сосредоточены поры до 500 нм. Показано, что указанный факт приводит к неоднородному распределению наночастиц в матрице нано-гель-пленки ЦGX. Обнаружено, что введение в нано-гель-пленку ЦGX наночастиц из растворов, содержащих одновременно ионы Se и Ag, приводит к образованию эллиптических нанокриcталлов Se тригональной модификации и Ag₂Se ромбической модификации в матрице гель-пленки, а также нанопроволок Se тригональной модификации на ее поверхности. Проведены исследования структуры и свойств композитов на основе ЦGX и нанокристаллов гидроксиапатита (ЦGX/ГАП), полученных тремя способами. Предложен новый метод получения композита ЦGX/ГАП, когда синтез нанокристаллов ГАП осуществляется в присутствии в растворе фрагментов нано-гель-пленки ЦGX. В таких композитах изменение массовой доли целлюлозы в растворе позволяет управлять размерами нанокристаллов гидроксиапатита. Установлено, что в композитах ЦGX/ГАП нанокристаллы ГАП ориентируются направлением [0001] вдоль цепи фибрилл ЦGX независимо от способа получения композита. Обнаружено, что увеличение массовой доли целлюлозы в композите приводит к увеличению плотности, прочности и уменьшению пористости. Получен композиционный материал на основе дезинтегрированной ЦGX и нанокристаллов гидроксиапатита, и показана возможность управления его физико-химическими характеристиками для целенаправленного замещения костной ткани.