Учени от БАН разработват нови полимерни материали за приложение в електрохимични биосензори
В този тип вещества свързването на неорганичния и органичен компонент се осъществява посредством ковалентни урея връзки, които се формират в резултат на висока реактивоспособност на функционалните групи, участващи в състава на изходните вещества.
Наред с гъвкава структура, уреясиликатите се характеризират и с висока прозрачност във видимата област на спектъра и стабилност на оптичните и механични свойства във времето. Това определя широк спектър от възможности за тяхното приложение в различни области. В оптиката те се използват като материал за внедряване на полупроводникови и метални наночастици за създаване на оптични нелинейни елементи, оптични лещи и оптични филтри. В медицината намират приложение за изработване на биосъвместими тънки филми. Възможно е и тяхното приложение в биосензориката и в областта на водородните технологии.
Всички тези свойства на уреясиликатите ги правят атрактивни и за други научноизследователски колективи от страната и чужбина, с които екипът на ИЕЕС-БАН обединява усилия в своите научни разработки.
Учените от ИЕЕС-БАН имат натрупан значителен експериментален опит за получаване както на уреясиликатни нанокомпозити, така и на уреясиликати с включени в състава им различни неорганични киселини.
В последните свои разработки екипът получава набор от полимерни хибриди, за синтеза на които се използват два уреясиликатни прекурсора (мономери) с различна дължина на полимерната верига в различно съотношение. Всички синтезирани образци се характеризират с висока прозрачност във видимия диапазон (около 90%).
Въз основа на проведените експерименти и данните от различни анализи, екипът предлага свой морфологичен модел, отразяващ структурата на новосинтезираните материали и описващ съответните им механични свойства.
Учените насочват своите усилия към модифициране на уреясиликатни хибриди за конкретни електрохимични приложения в две направления – за биосензори и за водородни технологии.
Международен колектив е провел изпитания на чувствителността на електрохимични биосензори за определяне на органични замърсявания в отпадни води, като е използвал синтезирани в ИЕЕС-БАН уреясиликатни нанокомпозити за имобилизация на биоселективен ензим Laccase. При сравняване на резултатите е констатирано, че биосензорите с уреясиликатни нанокомпозити, съдържащи халкогенид (As2S3), са с 38 пъти по-висока чувствителност спрямо такива с чист уреясиликат.
Предстои уреясиликатите да бъдат изследвани и като материал за полимерни електролитни мембрани - важен компонент, необходим за протичането на елетрохимичните процеси в електролизьори и горивни клетки.