Получение микропористых материалов в среде сверхкритических флюидов

Сверхкритические флюидные технологии все более широко используются для синтеза и направленной модификации (функционализации) микропористых материалов и полимерных композитов. Такие функционализированные материалы необходимы для широкого круга применений в медицине (например, имплантаты и матрицы для тканевой инженерии), фармации (например, лекарственные формы повышенной биодоступности, пролонгированного действия и контролируемого релиза), элементы суперконденсаторов и многих других областях науки и практики. Для создания эффективных технологий функционализации применяется целый ряд процессов в сверхкритических флюидах (экстракция, импрегнация, вспенивание, формирование полимерных микрочастиц и др.). В этих процессах решающую роль играют такие уникальные свойства СКФ, как регулируемая плотность среды; высокие скорости тепло-массопереноса и, одновременно, высокая растворяющая способность; нулевое поверхностное натяжение. При всем разнообразии микропористых материалов, имеется несколько общих физико-химических процессов, которые определяют протекание всех основных стадий процесса формирования пор и функционализации материала, а значит и свойства целевого продукта. Это, в первую очередь: формирование ксерогелей, сверхкритическая сушка и сорбция активного фармацевтического ингредиента (АФИ). Целью проекта является создание единой концепции описания таких процессов и методов получения композитов в ск флюидах, что позволит синтезировать ряд материалов на основе допирования биологически активными соединениями аэрогелей оксида кремния и наноцеллюлозы и обладающими рядом практически значимых свойств, таких как контролируемый релиз, высокая растворимость. Для изучения этих процессов будет применяться комплекс взаимно-дополняющих друг друга методов, включающих в себя ИК, ЯМР и комбинационную спектроскопии, молекулярно-динамическое моделирование, метод классического функционала плотности, квантово-химические расчеты и теоретические подходы. В результате выполнения проекта предполагается получить микронизированные формы аэрогелей импрегнированных рядом АФИ (карбамазепин и феноматы) с заданной морфологией, что позволит получать лекарственные формы повышенной биодоступности и растворимости.