Лаборатория органических композиционных материалов

создана в мае 2018 года в результате реструктуризации лабораторий биополимерных капсулированных структур и полисопряженных органических соединений

состав: 16 сотрудников, в т.ч. 1 доктор, 5 кандидатов наук и 2 аспиранта.

Laboratory of Organic Composite Materials

Head of Laboratory: 

Dr. Ihnatovich Zhanna

Tel./fax: (+375 17) 2376798

E-mail: ignatovich@ichnm.basnet.by,

was established in May 2018 as a result of the restructuring of laboratories for biopolymer encapsulated structures and polyconjugated organic compounds

composition: 16 employees, incl. 1 Doctor of Sciences, 

5 PhD in Chemistry and 2 post-graduate students

Дата создания – 2015 г.

Отдел состоит из научно-исследовательских лабораторий:

  • полисопряжённых органических соединений;
  • полимерных биоактивных веществ;
  • лесо- и нефтехимических продуктов (двойного подчинения с БГТУ).

 

Основные направления НИР:

Фундаментальные исследования:

  • создание новых органических материалов, обладающих электролюминесцентными свойствами, ориентируемых (в том числе фото-), люминофоров и красителей, органических полупроводников, полимеров, биологически активных соединений;
  • синтез и молекулярная сборка функциональных органических соединений на поверхности субстрата с целью модификации синтетических и природных полимеров и придания им биоцидных, гидрофильных и (или)  гидрофобных свойств;
  • разработка научных основ создания и технологий получения отечественных импортозамещающих малотоннажных химических продуктов различного функционального назначения на основе лесо- и нефтехимического сырья.

Прикладные исследования: разработка и создание наукоёмких (в том числе, импортозамещающих) материалов и компонентов различного функционального назначения.

 

  

 

  • Исследования
  • Разработки
  • Изобретения
  • Публикации

−Синтез новых ароматических и гетероароматических соединений и изучение их направленных химических трансформаций, исследование физико-химических свойств−Разработка эффективных технологий получения высокочистых полупродуктов и субстанций лекарственных препаратов и средств защиты растений.
Синтез новых ароматических и гетероароматических соединений и изучение их направленных химических трансформаций, исследование физико-химических свойств.−Разработка эффективных технологий получения высокочистых полупродуктов и субстанций лекарственных препаратов и средств защиты растений.


Создание новых органических материалов, обладающих электролюминесцентными свойствами, фотоориентируемых люминофоров и красителей и красок на их основе для различных типов типографской печати, органических полупроводников
Разработка технологий получения новых материалов для органической электроники, устройств отображения информации и подсветки: эмиссионных, органических электронно- и дырочно проводящих материалов для изготовления OLED-устройств, а также RFID- меток.

(а)    (б)                                    

РЭМ изображение наночастиц желатина, покрытых мульти-

слойной полиэлектролитной оболочкой (а), ПЭМ-изображение магнитных нанокомпозитов (б)

Разработка новых микро- и наноразмерных структур (нанокапсул, наночастиц, нанокомпозитов и микросфер) как средств локальной доставки биологически активных соединений
Формирование мультислойных биополимерных покрытий с высокой резистентностью к адсорбции белков крови и клеток для получения наночастиц диагностического и терапевтического назначения.
Directions of scientific researches:
−Синтез новых ароматических и гетероароматических соединений и изучение их направленных химических трансформаций, исследование физико-химических свойств−Разработка эффективных технологий получения высокочистых полупродуктов и субстанций лекарственных препаратов и средств защиты растений.

Synthesis of new aromatic and heteroaromatic compounds and study of their chemical transformations, studying their physicochemical properties.

Development of effective technologies for obtaining high-purity intermediates and substances of medicinal products and plant protection products.


Creation of new organic materials with electroluminescent properties, photo-orientable phosphors and dyes and inks based on them for various types of printing press, organic semiconductors.

Development of technologies for obtaining new materials for organic electronics, information display and illumination devices: emission, organic electronic and hole-conducting materials for the manufacture of OLED devices, as well as RFID tags.


(а)    (b)                                    

REM image of gelatin nanoparticles coated with multilayer polyelectrolyte shell (a), TEM image of magnetic nanocomposites (b)

Development of new micro- and nanoscale structures (nanocapsules, nanoparticles, nanocomposites and microspheres) as means of local delivery of biologically active compounds.

Formation of multilayer biopolymer coatings with high resistance to adsorption of blood and cell proteins to produce diagnostic and therapeutic nanoparticles.

− Методы синтеза новых полисопряженных органических соединений на основе бифенила, карбазола и дибензотиофена излучающих в синей, зеленой и красной областях электромагнитного спектра и обладающих электролюминесцентными свойствами. Разработаны органические светодиоды (OLED) синего, зеленого и красного свечения, которые могут быть использованы в микроэлектронной промышленности для создания новых средств отображения информации и подсветки.

− Новая технология получения стабильных разнолигандных комплексов Европия (III) и на их основе защитные типографские краски (для сухого, мокрого офсета, термоотверждаемые флексографические краски), которые внедрены на РУП «Криптотех». Экономический эффект от использования пигментов, полученных в ИХНМ НАН Беларуси для производства специальных материалов, средств защиты и технологий составил 1,15 млн. долл. США и 60 тысяч евро.

− Технология изготовления токопроводящей краски для трафаретной печати с низким − 20-35 мОм/кв, поверхностным сопротивлением, для изготовления антенн радиочастотных идентификационных устройств (RFID-меток) методом трафаретной печати.

− Технология непрерывной селективной деметаллизации алюминиевого слоя на полимерной рулонной пленке, позволяющий получать узорный металлический рисунок высокого разрешения по заданному трафарету. Разработка внедрена на РУП «Минская печатная фабрика» в производстве защитных элементов для ценных бумаг.

− Технология получения нового нерегулярного сополимера полифенилен-1,3,4-оксадиазола и волокна на его основе с повышенной огне- и термостойкостью. Волокна на основе новых сополимеров для производства термоустойчивых фильтров, защитной одежды и аксессуаров, упрочнения изделий из резины, композиционного пластика и др. Освоение на ОАО «СветлогорскХимволокно». 

− Технология получения действующего вещества оригинального отечественного стимулятора роста растений «Эпин» и препарата антихолестеринемического действия – декрехола (совместно с ИБОХ НАН Беларуси).

− Разрабатывается технология получения динатриевой соли азобензойной кислоты – импортозамещающего светостабилизатора полиоксадиазольного волокна “Арселон”, преимущества разрабатываемой технологии: процесс одностадийный, в качестве восстановителей используются доступные природные углеводы. 

 

 

- Methods of synthesis of new polyconjugated organic compounds based on biphenyl, carbazole and dibenzothiophene emitting in the blue, green and red regions of the electromagnetic spectrum and possessing electroluminescent properties. Organic light-emitting diodes (OLED) of blue, green and red luminescence have been developed, which can be used in the microelectronic industry to create new means of information display and illumination.

- A new technology for obtaining stable, multiligand complexes of Europium (III) and based on them, protective printing inks (for dry, wet offset, thermoset flexographic paints), which were introduced at RUE "Cryptotech". The economic effect from the use of pigments obtained in the IChNM of NASB for the production of special materials, protective equipment and technologies amounted to $ 1.15 million and 60 thousand euros.

- Manufacturing technology of current conductive paints for silk-screening with low sheet resistance − 20-35 MОhm/square, for manufacturing of antennas of radiofrequency identification devices (RFID-marks) by silk-screening.

- Technology of continuous selective demetallization of aluminum layer on the polymer roll film, which allows to obtain patterned metallic image of high-resolution on given stencil. The development was introduced at "Minsk Printing Factory" in the production of protection elements for securities.

− Technology for obtaining new irregular copolymer of polyphenylene-1,3,4-oxadiazole and fiber based on it with high fire- and heat resistance. Polyoxadiazole polymers have high mechanical strength, thermal stability and fire resistance, are resistant to hydrolysis, have good optical properties. They withstand long-term operation at a temperature of 230 - 250 ° C and above. Fibers of this kind do not melt and have high thermal and thermal-oxidative resistance, the temperature of their thermal destruction is higher than 470-480 ° C. Arears of use are: for the production of heat-resistant filters, protective clothing and accessories, hardening of rubber products, composite plastics, etc. Mastering at OJSC «Svetlogorsk Khimvolokno».

− Technology of obtaining the active ingredient of the original domestic plant growth stimulator "Epin" and a preparation of anticholesterolemic action – “Dekrekhol” (together with the Institute of Bioorganic Chemistry of NAS  of Belarus).

− Development of the technology for the production of modified light stabilizers (together with OJSC "SvetlogorskKhimvolokno") for the production of UV-resistant polyoxadiazole fibers. Advantages of the developed method of obtaining light stabilizer - azobenzoic acid disodium salt (DSS): the process is one-stage, natural carbohydrates are used as reducing agents;

 

    

   

   

 

                        (а)   (б)      
    ПЭМ-изображение композита (Fe-декстран Т20)Au (а), нанокатализатора Ni/Со (б).

              

        (а)                                        (б)      

    ПЭМ-изображение композита (Fe-декстран Т20)Au (а), нанокатализатора Ni/Со (б).

    − разработаны способы ультразвукового синтеза наноматериалов, включающих наночастицы гидроксиапатита, магнетита, железа, золота, серебра, полупроводниковых оксидов металлов.

    − предложены методы получения селективных никель-, кобальт- магнетит-, Ag,  и церий содержащих нанокатализаторов для применения в синтезе биологически активных соединений.

     

                   

    − микросферы иммуномагнитных наночастиц для диагностических целей.

    Разработаны Магнитные микросферы «МСС-4.12-Avidin» для иммуномагнитной сепарации клеток, ТУ BY 100289145.020-2015, рег. № МЗ РБ Мн-7.117158-1305. Область применения: в трансплантологии и  медицине (очистка трансплантируемого костного мозга от лейкоцитов или культуры стволовых клеток от дифференцированных клеток для предотвращения реакций «трансплантат против хозяина» и «хозяин против трансплантата».

                        (а)   (б)      
    ПЭМ-изображение композита (Fe-декстран Т20)Au (а), нанокатализатора Ni/Со (б).

              

        (а)                                        (b)      

    A TEM image of a composite (Fe-dextran T20) Au (a), a Ni / Co nanocatalyst (b).

    − Methods for ultrasonic synthesis of nanomaterials including nanoparticles of hydroxyapatite, magnetite, iron, gold, silver, semiconductor metal oxides have been developed.

    - Methods for obtaining selective nickel, cobalt-magnetite, silver, and cerium-containing nanocatalysts for use in the  synthesis of biologically active compounds. 

     

                   

    − Microspheres for immunomagnetic  cell separation (magnetic cell carrier) «MCC-4.12-avidin» ,  ТУ BY 100289145.020-2015, reg. № МЗ РБ Мн-7.117158-1305. Fields of application: in regenerative medicine and transplantology for purification of bone marrow grafts from leucocytes or cultured stem cells from differentiated cells to prevent “graft against host” and “host against graft” reactions.

    1.Способ получения метансульфоната 4[(4-метил-1-пиперазинил)метил]-N-{4-метил-3-[4-(пиридин-3-ил)-пиримидин-2-ил]-аминофенил}бензамида. Патент №17047 РБ.
    2.Способ получения биополимерных микросфер Патент № 21009  РБ. 
    3.Способ формирования изображения на металлизированной алюминием поверхности рулонного полимерного материала и травильный раствор для его осуществления. Патент ЕА № 017569.
    5.Фунгицидная композиция синергетического действия. Патент РБ № 17491.
    6.Электролюминесцентный материал, содержащий органическое люминесцентное вещество – 2,7-бис-[2’-(2-бензок-сазол-2-ил)-этенил]-n-фенилкарбазол. Патент РБ № 16566.
    7. Бромсодержащий полифенилен-1,3,4-оксадиазол, способ его получения и волокна с повышенной огне- и термостойкостью на его основе Патент ЕА 025189. 

    Запатентованы: 

    1.Способ получения метансульфоната 4[(4-метил-1-пиперазинил)метил]-N-{4-метил-3-[4-(пиридин-3-ил)-пиримидин-2-ил]-аминофенил}бензамида. Патент №17047 РБ.

    2.Способ получения биополимерных микросфер Патент № 21009  РБ. 

    3.Способ формирования изображения на металлизированной алюминием поверхности рулонного полимерного материала и травильный раствор для его осуществления. Патент ЕА № 017569.

    5.Фунгицидная композиция синергетического действия. Патент РБ № 17491.

    6.Электролюминесцентный материал, содержащий органическое люминесцентное вещество – 2,7-бис-[2’-(2-бензок-сазол-2-ил)-этенил]-n-фенилкарбазол. Патент РБ № 16566.

    7. Бромсодержащий полифенилен-1,3,4-оксадиазол, способ его получения и волокна с повышенной огне- и термостойкостью на его основе Патент ЕА 025189. 

    Основные публикации:

    1. V.S.Yashchenko, D.A.Vasilevskii, V.S.Bezruchenko, V.N.Dokuchaev, V.K.Ol’khovik. New High-Impact Thermally Stable Copolymers of Poly(p-phenylene-1,3,4-oxadiazole) // Polymer Science, Ser. B, 2014, Vol. 56, No. 3, pp. 307–313.

    2. D.A.Vasilevskii, V.S.Yashchenko, V.K.Ol’khovik. Synthesis of heterofunctional 3,3'-sulfonyldibenzoic acid derivatives // Chemistry of Heterocyclic Compounds, 2016 V.52, (2), рр. 128-132.

    3. V.S.Yashchenko, A.A.Pap, Yu.V.Matveenko, V.K.Ol’khovik. One-Pot Method for the Synthesis of Sulfonated Poly(1,3,4-oxadiazoles) Based on 4,4'-Oxydibenzoic Acid // Polymer Science, Series B, 2016, Vol. 58, No. 5, рр.529–540.

    4. Матвеенко Ю.В., Пап А.А., Головченко Л.А., Ольховик В.К. Синтез и фунгицидная активность тетразолилбифенилов // Весці НАН Беларусі, Сер. хім. навук., 2016, №4, с. 65-71.

    5.Петушок В.Г., Ольховик В.К., Калечиц Г.В., Муравский Ал.Ан., Рушнова И.И. Новые сольватохромные красители ряда дибензотиофен-5,5-диона // Весцi НАН Беларусi, сер. хiм. навук. – 2017. – №1. – С. 73 – 81.

    6. Синтез функционализированных амидов 2-(ариламино)пиримидинового ряда / Ж.В. Игнатович, Е.В. Королева // Журнал органической химии. 2017. Т. 53, № 2. С. 255–260. 

    7. T.G. Shutava, G. Parekh, Y.M. Lvov, Core–Shell Drug and Contrast Agent Nanocolloids Through Layer-by-Layer Assembly, in Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, ed. H.S. Nalwa, 30-Vol. Set, vol. 26-30, Ch. 4 (2017), ISBN: 1-58883-001-2 (vol.1-10)/1-58883-159-0 (vol.11-25)/1-58883-212-0 (vol.26-30). 

    8. Bogachev Yu.V., Nikitina A.V., Kostina A.A., Sabitova V.A., Pankov V.V., Shutаva T.G., Petrova E.G., Kotsikau D.A., Natarov V.O., Livanovich K.S. NMR relaxation efficiency of aqueous solutions of composite MgxZnyFe3-x-yO4 nanoparticles // Applied Magnetic Resоnance, 2017, 48, № 7, p.715-722.

    9. Ж.В. Игнатович, А.Л. Ермолинская, Я.М. Каток, Е.В. Королёва, А.Н. Еремин, В.Е. Агабеков Каталитическая активность никелевых наночастиц в реакции восстановления нитроаренов // Журнал общей химии. 2018. Т. 88. Вып. 3 С. 382.

    Игнатович Жанна ВладимировнаИ.о. заведующего лабораторией , кандидат химических наук