Компьютерное моделирование подсказало состав эластичного и прочного хирургического клея

Ученые из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) с помощью компьютерного моделирования определили, как меняются свойства клейких полимерных смесей в зависимости от их состава.

Авторы создали модели полимеров в виде цепочек из «бусин» — маленьких блоков (мономеров). Такой подход позволил одновременно наблюдать за поведением отдельных фрагментов молекулы и всего полимера. При этом исследователи рассматривали цепочки разной длины и с разным количеством групп, несущих отрицательный или положительный заряд, а также меняли состав растворителя.

Известно, что при добавлении в жидкость (воду) большого числа отрицательно и положительно заряженных полимерных молекул они могут объединиться в единый комплекс из-за электростатического притяжения. Эти комплексы представляют собой концентрированные капли, насыщенные молекулами заряженных полимеров, и проявляют двойственность в механических свойствах: они могут обладать упругостью полимерных сеток, а также текучестью вязких жидкостей за счет взаимодействий между полимерами.

Авторы работы показали, что, если полимеры содержат плохорастворимые в воде группы, то капли становятся более плотными. Более того, такие капли обладают высоким сродством к различным поверхностям, при этом капли с короткими полимерами лучше прилипают, а с длинными — более устойчивы к механическим повреждениям и разрывам. Выявленные особенности облегчат разработку и производство биоклеев с нужными прочностными и адгезионными (клеящими) характеристиками.