Исследование нанокомпозитов серебра на основе гидрофильных азотсодержащих гетероциклических сополимеров методами светорассеяния

Методами светорассеяния исследованы новые полимерные серебросодержащие нанокомпозиты на основе водорастворимых сополимеров 1-винил-1,2,4-триазола с натриевой солью винилсульфоновой кислоты различного состава. Формирование нанокомпозитов осуществляли методом химического восстановления ионов серебра боргидридом натрия в водной среде в присутствии сополимеров. По данным динамического светорассеяния с увеличением содержания сульфонатныхгрупп в стабилизирующей полимерной матрице наблюдается уменьшение средних размеров металло-полимерных клубковвводно-солевых растворах нанокомпозитов. Исследования синтезированных нанокомпозитов методомэлектрофоретического светорассеяния с анализом фаз показывают, что с увеличением доли сульфонатных звеньев в составе стабилизирующей полимерной матрицы величина дзета-потенциала (ζ) изменяется от -35,0 до -75,3 мВ, что указывает на повышение стабильности коллоидной системы. Установлено, что функциональный состав стабилизирующей полимерной матрицы оказывает существенное влияние на гидродинамические размеры полимерных нанокомпозитов в водной среде.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

1. Zenin AA. Synthesis of hybrid materials in polyelectrolyte matrixes: control over sizes and spatial organization of metallic nanostructures Polymer science. Series С. 2016;58(1):118–130. https://doi.org/10.1134/S1811238216010136

2. Demchenko V, Riabov S, Shtompel V. X-ray Study of Structural Formation and Thermomechanical Properties of Silver-Containing Polymer Nanocomposites. Nanoscale Research Letters. 2017; 12(1):235–240. https://doi.org/10.1186/s11671-017-1967-2

3. Dzhardimalieva GI, Uflyand IE. Preparation of metal-polymer nanocomposites by chemical reduction of metal ions: functions of polymer matrices. Journal of Polymer Research. 2018;25:255–320. https://doi.org/10.1007/s10965-018-1646-8

4. Tylkowski B, Trojanowska A, Nowak M, Marciniak L, Jastrzab R. Applications of silver nanoparticles stabilized and/or immobilized by polymer matrixes. Physical Sciences Reviews. 2017;2(7). 6 p. https://doi.org/10.1515/psr-2017-0024

5. Prakash J, Pivin JC, Swart HC. Noble metal nanoparticles embedding into polymeric materials: From fundamentals to applications. Advances in Colloid and Interface Science. Part B. 2015;226: 187–202. https://doi.org/10.1016/j.cis.2015.10.010

6. Gerasin VA, Antipov EM, KarbushevVV, Kulichikhin VG, Karpacheva GP, Talroze RV, et al. New approaches to the development of hybrid nanocomposites: from structural materials to high-tech applications. Russian Chemical Reviews. 2013;82(4):303–332. https://doi.org/10.1070/-RC2013v082n04ABEH004322

7. Derjaguin B, Landau L. Theory of the stability of strongly charged lyophobic sols and of the adhesion of strongly charged particles in solutions of electrolytes. Progress Surface Science. 1993;43(1-4): 30–59. https://doi.org/10.1016/00796816(93)-90013-L

8. Verwey EJW. Theory of the Stability of Lyophobic Colloids. The Journal of Physical Chemistry. 1947;51(3):631–636. https://doi.org/10.1021/j150453a001

9. Manojkumar K, Sivaramakrishna A, Vijayakrishna K. A short review on stable metal nanoparticles using ionic liquids, supported ionic liquids, and poly(ionic liquids). Journal of Nanoparticle Research. 2016;18(4):103–124. https://doi.org/10.1007/s11051-016-3409-y

10. Zezin AA, Feldman VI, Abramchuk SS, Ivanchenko VK, Zezina EA, Shmakova NA, et al. Formation of metal-polymer hybrid nanostructures during radiation-induced reduction of metal ions in poly(acrylic acid)-poly(ethylenimine) complexes. Polymer Science. Series C. 2011;53(1):61–67. https://doi.org/10.1134/S1811238211060038

11. ProzorovaGF, PozdnyakovAS, Emel’yanovAI, Korzhova SA, Ermakova TG, Trofimov BA. Watersoluble silver nanocomposites with 1-Vinyl-1,2,4- triazole copolymer. Doklady Chemistry. 2013;449(1): 87–88. https://doi.org/10.1134/S00125-00813030051

12. Pozdnyakov AS, Emel’yanov AI, Ermakova TG, Prozorova GF. Functional polymer nanocomposites containing triazole and carboxyl groups. Polymer Science. Series B. 2014;56(2):238–246. https://doi.org/10.1134/s1560090414020122

13. Kuznetsova NP, Ermakova TG, PozdnyakovAS, Emel'yanov AI, Prozorova GF. Synthesis and characterization of silver polymer nanocomposites of 1-vinyl-1,2,4-triazole with acrylonitrile. Russian Chemical Bulletin. 2013;62(11):2509–2513. https://doi.org/10.1007/s11172-013-0364-y

14. Pozdnyakov A.S., Emel’yanov A.I., Kuznetsova N.P., ErmakovaT.G., Korzhova S.A., Khutsishvili S.S., et al. Synthesis and Characterization of Silver-Containing Nanocomposites Based on 1-Vinyl1,2,4-triazole and Acrylonitrile Copolymer. Journal of Nanomaterials. 2019. Article ID 4895192. 7 p. https://doi.org/10.1155/2019/4895192

15. Prozorova GF, Korzhova SA, Mazyar IV, Belovezhets LA, Kuznetsova NP, Emel’yanov AI, et al. Synthesis and properties of novel copolymerAg(0) nanocomposites. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiyai Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2019;9(1):22-27. (In Russian) https://doi.org/.org/10.21285/2227-2925-2019-9-1-22-27

16. PozdnyakovAS, Ivanova AA, Emelyanov AI, Ermakova TG, Prozorova GF. Nanocomposites with silver nanoparticles based on copolymer of 1-vinyl-1,2,4-triazole with N-vinylpyrrolidone. Russian Chemical Bulletin. 2017;66(6):1099–1103. https://doi.org/10.1007/s11172-017-1860-2

17. Pozdnyakov AS, Emel’yanov AI, Kuznetsova NP, Ermakova TG, Bolgova YI, Trofimova OM, et al. A Polymer Nanocomposite with CuNP Stabilized by 1-Vinyl-1,2,4-triazole and Acrylonitrile Copolymer. Synlett. 2016;27(6):900–904. https://doi.org/-10.1055/s-0035-1561292

18. Prozorova GF, Korzhova SA, Pozdnyakov AS, Emelyanov AI, Ermakova TG, Dubrovina VI. Immunomodulatory properties of silver-containing nanocomposite on the basis of polyvinyltriazole. Russian Chemical Bulletin. 2015;64(6):1437–1439. https://doi.org/10.1007/s11172-015-1028-x

19. Zezina EA, Emel’yanov AI, Pozdnyakov AS, Prozorova GF, Abramchuk SS, Feldman VI, et al. Radiation-induced synthesis of copper nanostructures in the films of interpolymer complexes. Radiation physics and chemistry. 2019;158:115–121. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2019.01.019

20. Pozdnyakov AS, Emel’yanov AI, Kuznetsova NP, ErmakovaTG, FadeevaТV, Sosedova LM, et al. Nontoxic hydrophilic polymeric nanocomposites containing silver nanoparticles with strong antimicrobial activity. The International Journal of Nanomedicine. 2016;11:1295–1304. https://doi.org/10.2147/IJN.S98995

21. Pozdnyakov AS, Sekretarev EA, Emel’yanov AI, Prozorova GF. Hydrophilic functional copolymers of 1-vinyl-1,2,4-triazole with vinylsulfonic acid sodium salt. Russian Chemical Bulletin. 2017;66(12):2293–2297. https://doi.org/10.1007/s11172-017-2017-z