Версия для слабовидящих

Кафедра
«Физика» (ФИЗ)



Новости института











все новости...

Фундаментальные и прикладные аспекты сверхкритического флюидного синтеза высокопористых полимерных матриц для регенеративной медицины

Работы поводятся исследовательскими группами Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. и Института фотонных технологий ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН.

Лабораторная установка для сверхкритического флюидного вспенивания биорезорбируемых полимеров:


Слева – схема реактора высокого давления, на вставках фотографии типичных полимерных вспененных структур; справа – фотография экспериментальной установки. 1 – баллон с СО2; 2 – насос высокого давления; 3 – игольчатый вентиль высокого давления; 4 – реактор высокого давления; 5 – нагреватель с встроенной термопарой; 6 – образец с навеской полимера; 7 – термопара; 8 – датчик давления; 9 и 10 – цифровые видеокамеры с макрообъективами для съемки в горизонтальной и вертикальной плоскостях; 11 – модули подсветки; 12 – вентиль для сброса давления с установленными нагревательными элементами.

Идеализированная фазовая диаграмма «давление Pext – массовая доля диоксида углерода x» для системы «полилактид – диоксид углерода», позволяющая осуществлять сценарии сброса давления при вспенивании:


1 – бинодаль; 2 – изоэнергетическая линия ΔG >> kT; 3 – изоэнергетическая линия ΔG = kT; 4 – спинодаль; 5 – 8 – траектории системы при декомпрессии при различных значениях исходного давления; область неустойчивых термодинамических состояний (спинодального распада) закрашена. ΔG - скачок энергии Гиббса при образовании зародыша поры; Pc - критическое давление для диоксида углерода.

Образцы полимерной пены, формируемой для режимов нуклеации с доминированием гетерогенной (I) и с сопоставимыми скоростями гомогенной и гетерогенной нуклеации (II):


a – c – последовательные стадии формирования пены в режиме гетерогенной нуклеации; d – f – то же, для преимущественно гомогенной нуклеации. Масштаб соответствует 2 мм.

Экспериментальные зависимости политропического индекса от давления в реакторе при квази-адиабатическом расширении полилактидной пены:


Маркеры I соответствуют переходу от режима нуклеации к режиму интенсивного расширения пены; маркеры II идентифицируют область, в которой вклад поверхностной энергии границ раздела фаз в объеме пены становится доминирующим в энергетическом балансе процесс. Кривые 1 – 5 соответствуют различным значениям исходного давления при вспенивании.