Актуальность Одним из ключевых направлений современной биомедицинской инженерии является разработка мягких, гибких и биосовместимых сенсорных систем, обеспечивающих непрерывный мониторинг физиологических показателей в реальном времени. Такие системы востребованы в носимых устройствах, неинвазивной диагностике и персонализированном мониторинге здоровья. На пересечении зелёной химии, мягкой электроники и биотехнологий формируется устойчивый спрос на новые материалы, сочетающие высокую функциональность, экологическую безопасность и устойчивость. Ионогели - гибридные материалы, в которых ионные жидкости зафиксированы в трёхмерной полимерной или неорганической матрице, - обладают совокупностью свойств, критически важных для сенсорных технологий, включая высокую ионную проводимость, устойчивость в широком температурном и электрохимическом диапазоне, чувствительность к внешним воздействиям, а также механическую мягкость и адаптивность к живым тканям. Особый интерес представляют ионогели на основе био-ионных жидкостей синтезируемых из природных соединений, таких как холин, аминокислоты, сахара и органические кислоты. Комбинация био-ионных жидкостей с полимерными матрицами позволяет получать стабильные, проводящие, мягкие и экологически безопасные ионогели, перспективные для применения в медицинских и биоинженерных сенсорах. Проблема Большинство современных сенсоров основаны на синтетических полимерах и нефтехимических материалах, что обусловливает ряд ограничений, включая риск токсичности при длительном контакте с тканями, недостаточную гибкость и адаптивность к мягким биосистемам, а также низкую биоразлагаемость и использование невозобновляемого сырья. Ионогели на основе био-ионных жидкостей представляют собой перспективную альтернативу благодаря совокупности свойств, таких как высокая ионная проводимость, структурная адаптивность и высокая стабильность, а также возможность варьирования физико-химических и биологических параметров в широком диапазоне. Эти характеристики делают их особенно подходящими для создания биосовместимых и настраиваемых сенсорных систем нового поколения. Цель Создание образцов гибких и биосовместимых ионогелей, подходящих для использования в качестве функциональных компонентов медицинских сенсоров. Задачи 1. Подобрать и синтезировать био-ионные жидкости из возобновляемого сырья и исследовать их физико-химические характеристики. 2. Разработать методы получения стабильных ионогелей с высокой ионной проводимостью и структурной устойчивостью. 3. Изучить свойства синтезированных ионогелей (структуру, термическую стабильность, механические и электропроводящие параметры, биосовместимость). 4. Провести тестирование ионогелей для оценки их применимости в составе медицинских сенсоров и разработать рекомендации для их дальнейшего применения. Результат В течение первого года планируется синтез серии ионогелей на основе био-ионных жидкостей с использованием различных мономеров (не менее 200 мг). Структура, состав и морфология ионогелей будут охарактеризованы с применением различных физико-химических методов анализа. В дальнейшем планируется исследование их электрохимических свойств и механической прочности. Будут проведены предварительные испытания биосовместимости in vitro. Полученные данные будут использованы для последующего выбора наиболее перспективных составов для применения в составе биомедицинских сенсорных платформ. Партнёры проекта — ***
