MATERIALE PERFORMANTE PE BAZÃ DE POLIMERI MODIFICATI CHIMIC

SI/SAU NANOSTRUCTURATI PENTRU INDUSTRIE SI APLICATII MEDICALE

         - MATPOLMOD -

Nr. contract: 177/20.07.2006

Finantare: Buget de Stat -Autoritatea Nationalã pentru Cercetare Stiintificã
Programul : "Cercetare de excelenta" - modul 1: Proiecte de cercetare-dezvoltare complexe
Valoarea proiectului: 1 391 900 lei (din care 1 320 000 lei de la buget, 71 900 lei cofinantare)
Durata contractului: 26 luni
Autoritatea Contractantã: AGENTIA MANAGERIALÃ DE CERCETARE STIINTIFICA, INOVARE SI TRANSFER TEHNOLOGIC - POLITEHNICA
Contractor: UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI
Director proiect: prof.dr.ing. Corneliu CINCU
Aria tematica S/T: 4.2 Materiale
Platforma tehnologica europeana: PT.4 Materiale si tehnologii avansate

 

1. ORGANIZATIILE PARTENERE IN PROIECT

Rol
Denumirea organizatiei
CO
Universitatea POLITEHNICA Bucuresti - UPB
P1
Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Chimie si Petrochimie - Bucuresti - ICECHIM
P2
Institutul National de Cercetare Dezvoltare pentru Fizica Materialelor - Mãgurele - INCDFM
P3
Institutul National de Cercetare Dezvoltare pentru Microbiologie si Imunologie "Cantacuzino" - INCDMIC
P4
Universitatea de Medicina si Farmacie Carol Davila - Bucuresti - UMFCD
P5
S.C. SERICAROM S.A. - Filiala Cercetare - Bucuresti - SERI
P6
S.C. INCERPLAST S.A.- Bucuresti

 

2. REZUMAT

          Un obiectiv important al cercetarii stiintifice actuale îl constituie obtinerea unor materiale polimerice performante pornind de la cele existente prin micro si nanostructurare si/sau prin modificare fizico-chimica dirijata. Materialele nanostructurate sub diferite forme si compozitii chimice îsi gasesc aplicatii spectaculoase în diferite domenii de activitate: constructii, electronica, industrie aerospatiala si militara, medicina si biologie, aparatura de cercetare performanta etc. Modificarea chimica dirijata a unor bloc-copolimeri nanostructurati cu aplicatii industriale importante conduce la obtinerea unor materiale noi, performante, mai fiabile si cu posibilitati de utilizare în domenii de vârf sau de importanta nationala.
          Cercetari recente au pus în evidenta proprietati interesante ale compozitelor polimerice cu nanoparticule de carbon din clasa fulerenelor. În foarte multe alte aplicatii, suprafata de contact a diferitelor tipuri de materiale (interfata) joaca un rol decisiv, fapt pentru care modificarea dirijata a acesteia poate sa aduca îmbunatatiri esentiale în comportarea practica. Este cazul biomaterialelor folosite ca implant (unde aderenta la substrat, biocompatibilitatea si dezvoltarea de microorganisme pe suprafata sunt probleme înca nerezolvate, dar prezente în directiile de cercetare europeana), al materialelor textile ce vin în contact direct cu organismul uman, al adezivilor, lacurilor si vopselelor, al acoperirilor rutiere etc.
          Pe baza unor studii si cercetari preliminare, diferitele colective de cercetatori reunite în acest consortiu îsi propun activitati în urmatoarele directii:
i) obtinerea unor copolimeri nanostructurati cu compozitie chimica dirijata;
ii) obtinerea unor nanocompozite polimerice cu continut de particule de carbon din clasa fulerenelor; caracterizare si perspective aplicative;
iii) modificarea fizico-chimica în masa sau a suprafetei unor materiale polimerice pentru îmbunatatirea proprietatilor esentiale în aplicatii specifice.
           Propunerea se încadreaza în ariile tematice mentionate deoarece toate materialele ce se vor realiza prin modificare fizico-chimica au un caracter de noutate si elimina o serie de neajunsuri în utilizare sau contin o faza de dimensiune nano ce asigura materialului proprietati noi si performante.

 

3. OBIECTIVE

           Obiectivele generale ale proiectului sunt:
- obtinerea de noi materiale polimerice performante, cu proprietati care sa elimine unele inconveniente constatate în utilizarea lor practica sau sa poata fi folosite în alte domenii;
- acumularea de noi cunostinte si rezultate privind obtinerea, proprietatile, modificarea si comportarea acestor materiale pentru utilizari în domenii de vârf.
           Obiectivele specifice, detaliate pe cele trei directii de cercetare sunt:
3.a. - Elaborarea unei tehnologii moderne de sinteza a unor noi elastomeri termoplastici din clasa bloc-copolimerilor stiren-butadienici cu o microstructura preponderent vinilica dirijata a blocului polibutadienic (CoSB) utilizând tehnica polimerizarii anionice secventiale a monomerilor combinata cu tehnica modificarii centrilor activi de polimerizare cu baze Lewis.
- Obtinerea unor copolimeri si a unor compozite polietilena - CoSB folosind tehnologii moderne de sinteza.
- Obtinerea unor compozite bitum - CoSB cu performante ridicate în exploatare.
3.b. - Stabilirea conditiilor optime de dispersare a nanoparticulelor de carbon (fulerene) în polietilena de masa moleculara înalta. Caracterizarea nanocompozitelor obtinute. Studiul posibilitatilor de aplicare în domenii de vârf si interes pentru stiinta si tehnologie.
- Obtinerea de nanocompozite C60 / polimetilmetacrilat (copolimeri de metilmetacrilat), caracterizare si posibilitati de aplicare în medicina si biologie.
- Obtinere de nanocompozite C60 / polihidroxietilmetacrilat si copolimerii HEMA, C60 / poli N-vinilpirolidona si copolimeri ai N-vinilpirolidonei, C60 / proteine naturale (fibroina). Caracterizare fizico-chimica si posibilitati de aplicare.
- Testarea biocompatibilitatii (in vitro, in vivo) a materialelor cu posibile aplicatii medicale (patologie osoasa, stomatologie, chirurgie, neurologie).
- Testarea rezistentei mecanice a unor dispozitive medicale (proteze stomatologice) si depistarea zonelor cu concentrari de tensiuni.
3.c. - Stabilirea conditiilor optime de modificare chimica a unor polimeri de interes medical (polietilena cu masa moleculara foarte înalta, policlorura de vinil, polimetilmetacrilat si copolimeri ai metilmetacrilatului) pentru modificarea unor proprietati în utilizari specifice.
- Caracterizarea fizico-chimica a materialelor modificate. Precizarea posibilitatilor de utilizare în domenii de vârf.
- Modificarea chimica superficiala (prin grefare) a fibroinei cu monomeri vinilici pentru obtinerea de noi materiale cu utilizari industriale si medicale.
- Testarea biologica (biocompatibilitate, încarcare microbiologica). Aderenta bacteriana si formarea de biofilme sunt fenomene de mare interes industrial, ecologic si medical. Studiul prezent îsi propune ca obiectiv investigarea existentei unei îmbunatatiri a proprietatilor antiadezive microbiene prin modificare chimica a suprafetelor unor polimeri de uz medical. Partenerii P3 si P4 vor studia efectul acestor modificari asupra încarcarii cu microorganisme, având dotarea si experienta corespunzatoare si vor stabili strategia unei colaborari interdisciplinare protetica-microbiologie-chimie. Pentru teste, materialele noi pentru care se prevad utilizari biomedicale, partenerul P3 va testa raspunsul celulelor la contactul cu suprafata acestora.
           Obiectivele propuse în acest proiect sunt conforme atât cu obiectivele si prioritatile programului (Anexa 1), cât si cu unele tendinte actuale în cercetarea europeana Program Cadru al UE (PC7).

 

4. RAPOARTE DE ACTIVITATE

          Raport de activitate ETAPA I - 30/11/2006    

          Raport de activitate ETAPA II - 15/07/2007   

          Raport de activitate ETAPA III - 30/01/2008