Медичні нанокомпозити на базі гідрофільних та гідрофобних кремнеземів та їхні властивості
Technologies have been developed for the production of nanocomposite systems based on hydrophilic and hydrophobic silicas or their mixtures with biologically active plant-based compounds, such as betulin, pectin and inulin. The physicochemical properties and structure of the adsorption layer have be...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/814 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Surface |
Institution
Surface| _version_ | 1869292045084917760 |
|---|---|
| author | Крупська, Т. В. Борисенко, М. В. Клименко, Н. Ю. Зроль, Л. В. Новікова, О. А. Туров, В. В. |
| author_facet | Крупська, Т. В. Борисенко, М. В. Клименко, Н. Ю. Зроль, Л. В. Новікова, О. А. Туров, В. В. |
| author_institution_txt_mv | [] |
| author_sort | Крупська, Т. В. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-02-12T08:53:33Z |
| description | Technologies have been developed for the production of nanocomposite systems based on hydrophilic and hydrophobic silicas or their mixtures with biologically active plant-based compounds, such as betulin, pectin and inulin. The physicochemical properties and structure of the adsorption layer have been studied, and the concentration ratios of the components at which the active substances are in their most active, nanoscale state have been determined. Information has been obtained on the possibilities of regulating the release rate of biologically active components from composite systems. Inulin and other bioactive substances (BAS) forms composite systems with hydrophilic or a mixture of hydrophilic and hydrophobic silica during mechanical processing, maintaining a high specific surface area of the composite system. At the same time BAS are uniformly distributed on the surface of mineral particles. Both in initial materials and in composite systems, adsorbed water is in the form of nanoscale or subnanoscale clusters formed by strongly-associated water, molecules of which simultaneously participate in the formation of 2–3 hydrogen bonds. A weakly polar organic medium has a disordering (chaotropic) effect on water. As the temperature decreases, the ordering of adsorbed water molecules increases, although in some systems, temperature intervals are fixed at which the cosmotropic effect of the surface on adsorbed water takes place. The addition of hydrophobic silica AM-1 to the A-300/BAS composite system leads to an increase in the surface-water interaction. The magnitude of the interfacial energy correlates with a decrease in the radius of the adsorbed water clusters. Aqueous gels created from silica and BAS exhibit the properties of non-Newtonian fluids, which depending on the magnitude of shear strain can exhibit both pseudoplastic and dilatant properties. |
| doi_str_mv | 10.15407/Surface.2025.17.413 |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:57Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-814 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-06-29T01:16:53Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-8142026-02-12T08:53:33Z Medical nanocomposites based on hydrophilic and hydrophobic silicas and their properties Медичні нанокомпозити на базі гідрофільних та гідрофобних кремнеземів та їхні властивості Крупська, Т. В. Борисенко, М. В. Клименко, Н. Ю. Зроль, Л. В. Новікова, О. А. Туров, В. В. hydrophilic and hydrophobic silicas pectin inulin betulin succinic acid composite systems strongly and weakly associated water гідрофільний та гідрофобний кремнеземи пектин інулін бетулін бурштинова кислота композитні системи сильно- та слабоасоційована вода Technologies have been developed for the production of nanocomposite systems based on hydrophilic and hydrophobic silicas or their mixtures with biologically active plant-based compounds, such as betulin, pectin and inulin. The physicochemical properties and structure of the adsorption layer have been studied, and the concentration ratios of the components at which the active substances are in their most active, nanoscale state have been determined. Information has been obtained on the possibilities of regulating the release rate of biologically active components from composite systems. Inulin and other bioactive substances (BAS) forms composite systems with hydrophilic or a mixture of hydrophilic and hydrophobic silica during mechanical processing, maintaining a high specific surface area of the composite system. At the same time BAS are uniformly distributed on the surface of mineral particles. Both in initial materials and in composite systems, adsorbed water is in the form of nanoscale or subnanoscale clusters formed by strongly-associated water, molecules of which simultaneously participate in the formation of 2–3 hydrogen bonds. A weakly polar organic medium has a disordering (chaotropic) effect on water. As the temperature decreases, the ordering of adsorbed water molecules increases, although in some systems, temperature intervals are fixed at which the cosmotropic effect of the surface on adsorbed water takes place. The addition of hydrophobic silica AM-1 to the A-300/BAS composite system leads to an increase in the surface-water interaction. The magnitude of the interfacial energy correlates with a decrease in the radius of the adsorbed water clusters. Aqueous gels created from silica and BAS exhibit the properties of non-Newtonian fluids, which depending on the magnitude of shear strain can exhibit both pseudoplastic and dilatant properties. Розроблено технології для виробництва нанокомпозитних систем на основі гідрофільних та гідрофобних кремнеземів або їх сумішей з біологічно активними сполуками рослинного походження, такими як бетулін, пектин та інулін. Були досліджені фізико-хімічні властивості та структура адсорбційного шару, а також визначені співвідношення концентрацій компонентів, за яких активні речовини знаходяться в своєму найбільш активному, нанорозмірному стані. Отримано інформацію про можливості регулювання швидкості вивільнення біологічно активних компонентів з композитних систем. Інулін та інші біоактивні речовини (БАР) утворюють композитні системи з гідрофільним або сумішшю гідрофільного та гідрофобного кремнезему під час механічної обробки, зберігаючи високу питому поверхню композитної системи. Водночас БАР рівномірно розподілені на поверхні мінеральних частинок. Як у вихідних матеріалах, так і в композитних системах адсорбована вода знаходиться у вигляді нано- або субнанорозмірних кластерів, утворених сильноасоційованою водою, молекули якої одночасно беруть участь в утворенні 2–3 водневих зв'язків. Слабкополярне органічне середовище має розупорядкувальний (хаотропний) вплив на воду. Зі зниженням температури впорядкування адсорбованих молекул води збільшується, хоча в деяких системах фіксовані температурні інтервали, за яких відбувається космотропний вплив поверхні на адсорбовану воду. Додавання гідрофобного кремнезему AM1 до композитної системи A-300/БАР приводить до збільшення взаємодії між поверхнею та водою. Величина міжфазної енергії корелює зі зменшенням радіуса адсорбованих кластерів води. Водні гелі, створені з діоксиду кремнію та БАР, демонструють властивості неньютонівських рідин, які, залежно від величини деформації зсуву, можуть проявляти як псевдопластичні, так і дилатаційні властивості. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2025-11-26 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/814 10.15407/Surface.2025.17.413 Surface; No. 17(32) (2025): Surface; 413–469 Поверхность; № 17(32) (2025): Поверхня; 413–469 Поверхня; № 17(32) (2025): Поверхня; 413–469 3154-8091 3154-8083 10.15407/Surface.2025.17 en https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/814/814 Авторське право (c) 2025 Т. В. Крупська, М. В. Борисенко, Н. Ю. Клименко, Л. В. Зроль, О. А. Новікова, В. В. Туров |
| spellingShingle | гідрофільний та гідрофобний кремнеземи пектин інулін бетулін бурштинова кислота композитні системи сильно- та слабоасоційована вода Крупська, Т. В. Борисенко, М. В. Клименко, Н. Ю. Зроль, Л. В. Новікова, О. А. Туров, В. В. Медичні нанокомпозити на базі гідрофільних та гідрофобних кремнеземів та їхні властивості |
| title | Медичні нанокомпозити на базі гідрофільних та гідрофобних кремнеземів та їхні властивості |
| title_alt | Medical nanocomposites based on hydrophilic and hydrophobic silicas and their properties |
| title_full | Медичні нанокомпозити на базі гідрофільних та гідрофобних кремнеземів та їхні властивості |
| title_fullStr | Медичні нанокомпозити на базі гідрофільних та гідрофобних кремнеземів та їхні властивості |
| title_full_unstemmed | Медичні нанокомпозити на базі гідрофільних та гідрофобних кремнеземів та їхні властивості |
| title_short | Медичні нанокомпозити на базі гідрофільних та гідрофобних кремнеземів та їхні властивості |
| title_sort | медичні нанокомпозити на базі гідрофільних та гідрофобних кремнеземів та їхні властивості |
| topic | гідрофільний та гідрофобний кремнеземи пектин інулін бетулін бурштинова кислота композитні системи сильно- та слабоасоційована вода |
| topic_facet | hydrophilic and hydrophobic silicas pectin inulin betulin succinic acid composite systems strongly and weakly associated water гідрофільний та гідрофобний кремнеземи пектин інулін бетулін бурштинова кислота композитні системи сильно- та слабоасоційована вода |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/814 |
| work_keys_str_mv | AT krupsʹkatv medicalnanocompositesbasedonhydrophilicandhydrophobicsilicasandtheirproperties AT borisenkomv medicalnanocompositesbasedonhydrophilicandhydrophobicsilicasandtheirproperties AT klimenkonû medicalnanocompositesbasedonhydrophilicandhydrophobicsilicasandtheirproperties AT zrolʹlv medicalnanocompositesbasedonhydrophilicandhydrophobicsilicasandtheirproperties AT novíkovaoa medicalnanocompositesbasedonhydrophilicandhydrophobicsilicasandtheirproperties AT turovvv medicalnanocompositesbasedonhydrophilicandhydrophobicsilicasandtheirproperties AT krupsʹkatv medičnínanokompozitinabazígídrofílʹnihtagídrofobnihkremnezemívtaíhnívlastivostí AT borisenkomv medičnínanokompozitinabazígídrofílʹnihtagídrofobnihkremnezemívtaíhnívlastivostí AT klimenkonû medičnínanokompozitinabazígídrofílʹnihtagídrofobnihkremnezemívtaíhnívlastivostí AT zrolʹlv medičnínanokompozitinabazígídrofílʹnihtagídrofobnihkremnezemívtaíhnívlastivostí AT novíkovaoa medičnínanokompozitinabazígídrofílʹnihtagídrofobnihkremnezemívtaíhnívlastivostí AT turovvv medičnínanokompozitinabazígídrofílʹnihtagídrofobnihkremnezemívtaíhnívlastivostí |