Polimer kotérhálók és kopolimerek: kaméleon gélektől intelligens gyógyszerhordozókig és nanokatalizátorokig – Iván Béla rendes tag székfoglaló előadása

Iván Béla rendes tag 2020. február 18-án megtartotta akadémiai székfoglalóját. Az előadásról szóló, képgalériával és videóval bővített összefoglaló.

2021. január 20.

100 évvel ezelőtt, 1920-ban jelent meg az 1953-ban kémiai Nobel-díjban részesült Hermann Staudinger jó egy évtizeden keresztül elutasítást és széles körű vitát kiváltó közleménye „Über Polymerisation” címmel, amelyben makromolekulák képződését írja le monomer egységek közötti sorozatos összekapcsolási reakciókkal. Az ezt az időszakot követő tudományos-technikai fejlődésnek köszönhetően jelenleg már több mint 350 millió tonna polimert (műanyagot) gyártanak és használnak fel évente a világon. Egyidejűleg a polimerkémia területén napjainkban minden eddiginél intenzívebb, a makromolekuláris anyagok igen széles skáláját érintő kutatás folyik világszerte. Kiemelkednek ezen anyagok közül a jól definiált szerkezetű, funkciós csoporttal rendelkező polimerek.

Iván Béla, az MTA rendes tagja és Fülöp Ferenc, az MTA Kémiai Tudományok Osztálya volt elnöke (Kattintson a galériához!) Fotó: mta.hu / Szigeti Tamás

Az ilyen makromolekulák ugyanis alkalmasak eddig nem létező felépítésű és tulajdonságú, speciális alkalmazásokban használható anyagok létrehozására. Az előadó és munkatársai által folytatott kutatások az ilyen típusú, többnyire számottevő kutatói kihívást jelentő polimerek előállítási módjainak, szerkezet-tulajdonság összefüggéseinek és alkalmazási lehetőségeinek a tanulmányozására irányulnak.

A különleges szerkezetű és tulajdonságú makromolekuláris anyagok egyik csoportját alkotják az egymással egyébként nem elegyedő hidrofil (vízben oldódó) és hidrofób (szerves, olajszerű oldószerekben oldódó) polimer láncok közötti kémiai kötésekkel kialakított amfifil polimer kotérhálók, melyek kölcsönösen folytonos nanofázisú szerkezettel rendelkeznek. Az egyik nanofázist mintegy nanoreaktorként alkalmazva különféle, így többek között intelligens pH-reszponzív gógyszerhordozónak, nanokatalizátornak is alkalmas nanohibridek hozhatók létre. Ezek az anyagok vizes közegben hidrogélként, míg szerves közegben organogélként (hidrofób gélként) viselkednek, azaz a környezettől függően változtatják a tulajdonságukat, és ezért az ún. „kaméleon” anyagok csoportjába sorolják őket. Olyan testbarát, gyógyszerhordozásra alkalmas kopolimereket is sikerült előállítaniuk, amelyek vízben alig oldódó rákellenes hatóanyag oldhatóságát képesek több mint 700-szorosára növelni.

A székfoglaló előadásban Iván Béla és kutatócsoportja ilyen és ezekhez hasonló újszerű, a gyógyászattól az energetikáig és környezetvédelemig terjedő alkalmazási lehetőségeket kínáló makromolekuláris anyagokkal kapcsolatos, a legutóbbi időkben elért új kutatási eredményeinek összefoglaló bemutatására került sor.