Получение новых фундаментальных знаний о структуре, получении и свойствах элементоорганических, гетероцепных высокомолекулярных соединений различной архитектуры. Разработка методов компьютерного моделирования строения и свойств высокомолекулярных соединений и создание конструкционных, функциональных полимерных материалов для высокотехнологичных отраслей промышленности

В отчетный период были получены новые фундаментальные знания о методах синтеза, структуре и свойствах высокомолекулярных соединений различной архитектуры, разработаны и исследованы новые полимерные материалы медико-биологического назначения, конструкционные материалыкрытия. Разработаны новый методы получения карбоксилсодержащих полиимидов, востребованных для создания мембран, высокотемпературных покрытий, волокон, ионопроводящих материалов и т.д. К параметрам направленного управления строением и свойствами карбоксилсодержащих полиимидов относятся концентрация 3,5-диаминобензойной кислоты, обеспечивающая автокаталитический эффект реакции, и ее длительность. Синтез в N-метил-2-пирролидоне позволил получить готовый продукт – полимерный лак, минуя традиционные стадий выделения и очистки полимера. Инновационный способ технологичен, низкозатратен, масштабируем и применим для получения различных функциональных материалов на основе полиимидов. Разработаны новые катионные полимеры-носители ДНК, показавшие значительную эффективность трансфекции. Полученные результаты могут стать основой для контроля скорости биодеградации имплантируемых биоматериалов, что представляет интерес в регенеративной медицине. Получены новые гидрогели и наноматериалы, проявляющие активность против ряда патогенных бактериальных штаммов, в том числе, обладающих лекарственной резистентностью, что открывает новые возможности в борьбе с инфекционными заболеваниями и осложнениями. Разработан метод экологически безопасного способа получения материалов медицинского назначения на основе бактериальной целлюлозы и коллагена в виде пленок, губок и порошков, содержащих биологически активные наночастицы металлов. Проведен комплексный анализ состава, структуры и электронного состояния металла в материалах. Разработана удобная методика хлорметилирования сшитого гранульного полистирола, который был переведен в соответствующие аниониты путем взаимодействия с аминами. Полученные аниониты показали свою эффективность в присоединении СО2 к оксиранам. Сорбент, содержащий замещенный пиридиниевый блок, имеет хорошую сорбционную способность к ионам Zr, Nb, Hf, Ta и Th из азотнокислых растворов, при этом эффективность их группового концентрирования возрастает с увеличением концентрации азотной кислоты. Предложен альтернативный синтетический путь для формирования блок-сополимеров, содержащих диорганосилоксановые и органосилсесквиоксановые блоки. В качестве гибкого блока был использован бис-пропионоксидиорганосилоксан, а жесткий блок формируется при совместном гидролизе силоксана с триалкоксисиланом в уксусной кислоте. Получен ряд полимеров с различным сочетанием олигодиметилсилоксанового гибкого блока с этил- или фенилсилсесквиоксановым жестким блоком. Изучены физико-химические основы формирования полиплексов хитозана и ДНК для невирусной доставки ДНК в клетки с целью повышения эффективности и безопасности генной терапии. Разработан и апробирован вычислительный подход, предназначенный для оценки проницаемости по кислороду и воде термопластических полимеров, изучена взаимосвязь структуры и механических свойств витримера с использованием разработанной мезомасштабной модели, разработан машинно ориентированный подход для виртуального конструирования полимеров. Описана кинетика образования пептидных наночастиц в ходе гидролиза бета-казеина трипсином. Получена трактовка компонентов биомембран как структурных реализаций некристаллографических симметрийных конструкций, которые связаны с расслоением Хопфа и объясняют энергетически выгодные закономерности самосборки биомембран, возможные и для широкого класса полимеров. В среде сверхкритического диоксида углерода разработана методика стерилизации аллогенных трансплантатов сухожилий с использованием ДМСО с медленной декомпрессией, обеспечивающая сохранение нативной структуры для пластики связочного аппарата.