КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 18-79-10176
НазваниеРазработка и создание технологических основ изготовления магнитоэлектрических смарт-композитов для контролируемого высвобождения лекарств
Руководитель Амиров Абдулкарим Абдулнатипович, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" , Калининградская обл
Конкурс №30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-205 - Разработка новых конструкционных материалов и покрытий
Ключевые слова умные устройства, смарт материалы, композиты, магнитоэлектрические материалы, мультиферроики, магнитокалорический эффект, магнитное охлаждение, магнитоэлектрический эффект, сенсоры
Код ГРНТИ29.19.16
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект посвящен получению и исследованию класса новых функциональных материалов, известных как «умные» (смарт) материалы, являющиеся одними из активно исследуемых и актуальных на сегодняшний день в материаловедении и современных технологиях.
Смарт материалы с управляемыми свойствами востребованы в таких областях современной медицины как хирургия, тераностика, диагностика, имплантология для решения целого ряда практических задач.
В качестве примера можно привести различные виды эндопротезирования (операции на сосудах, мочевыводящих и желчевыводящих протоках с использованием стентов, суставное протезирование и т.д.), а также многие полостные операции сопряжены с рисками инфекционных осложнений, травм, вызванных установкой имплантата, а также рестеноза (закупорка канала после установки стента). Для предотвращения подобных осложнений необходима адресная доставка биоактивных веществ (лекарственные вещества, противовоспалительные препараты, антипролиферативные агенты).
В связи с этим актуальным становится вопрос контролируемого внешним воздействием высвобождения лекарственных веществ в определенном месте организма, в определенное время и в нужном количестве, что остается насущной потребностью в современной медицины. Кроме этого необходимо наличие обратной связи с устройством для контроля и управления процессом высвобождения лекарственных средств.
Решение данной проблемы заключается в разработке функциональных композитных материалов обеспечивающих контролируемое освобождение биоактивных веществ, а также управление этим устройством с помощью магнитного и электрического полей. Предлагаемый продукт представляет собой композитный материал состоящий из термочувствительного полимера, выполняющего функцию носителя лекарств, слоя магнитного материала, который служит охладителем и пьезоэлектрической подложки, которая выполняет роль сенсора (управляющего слоя). Высвобождение лекарственных средств из термочувствительного полимера осуществляется путем его охлаждения за счет магнитокалорического эффекта, возникаемого в магнитном слое композита при приложении магнитного поля. Внешнее управление композитным материалом осуществляется через магнитоэлектрический эффект, индуцируемым взаимодействием между слоями композита. Управление состоянием покрытия имплантатов (высвобождение действующего субстрата, обратная связь, контроль) осуществляется путем воздействия постоянных (переменных) магнитных и электрических полей.
Задачами проекта являются изготовление смарт-композитов с прогнозируемыми свойствами, получение в нем управляемого магнитокалорического и магнитоэлектрического эффектов, что позволит в итоге применить в качестве основы функционирования полученного умного устройства.
Реализация проекта поможет в создании новых смарт устройств с контролируемыми магнитными и магнитоэлектрическими свойствами, которые могут быть применены в различных областях современной медицины
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
И.А. Старков, А.А. Амиров, А.С. Старков
On thermodynamic description of finite-size multiferroics
Materials Research Proceedings, 9, 167-173 (год публикации - 2018)
10.21741/9781644900017-32
2.
А.А. Амиров, В.В. Родионов, В. Команицки, В. Латышев, Е.Ю. Канюков, В.В. Родионова
Magnetic phase transition and magnetoelectric coupling in FeRh/PZT film composite
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 479,287-290 (год публикации - 2019)
10.1016/j.jmmm.2019.01.079
3.
Макоед И.И., Амиров А.А., Леденев Н.А., Пащенко А.В., Янушкевич К.И., Якимчук Д.В., Канюков Е.Ю.
Evolution of structure and magnetic properties in EuxBi1−xFeO3 multiferroics obtained under high pressure
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 489,165379 (год публикации - 2019)
10.1016/j.jmmm.2019.165379
4.
Макоед И.И., Амиров А.А., Леденев Н.А., Пащенко А.В., Янушкевич К.И.
Predicted model of magnetocaloric effect in BiFeO3-based multiferroics
Solid State Sciences, 95,105920 (год публикации - 2019)
10.1016/j.solidstatesciences.2019.06.009
5.
Андраде В.М., Амиров А., Юсупов Д., Пиментел Б., Барокка Н., Пирес А.Л., Бело Ж.Х., Перейра А.М., Валенте М.А., Арауджо Ж.П., Рейс М.С.
Multicaloric effect in a multiferroic composite of Gd5(Si,Ge)4 microparticles embedded into a ferroelectric PVDF matrix
Scientific Reports, 9,18308 (год публикации - 2019)
10.1038/s41598-019-54635-8
6.
А.А. Амиров, И.А. Барабан, А.А. Грачев, А.П. Каманцев, В.В. Родионов, Д.М. Юсупов, В.В. Родионова, А.В. Садовников
Voltage-induced strain to control the magnetization of bi FeRh/PZT and tri PZT/FeRh/PZT layered magnetoelectric composites
AIP Advances (год публикации - 2020)
10.1063/1.5130026
7.
Амиров А.А., Кугини Ф., Каманцев А.П., Готшаль Т.,Сольжи М., Алиев А.М., Спичкин Ю., Коледов В.В., Шавров В.Г.
Direct measurements of the magnetocaloric effect of Fe49Rh51 using the mirage effect
Journal of Applied Physics, 127,233905 (год публикации - 2020)
10.1063/5.0006355
8.
Амиров А.А.
Modern trends in studies of multicaloric materials
Chelyabinsk Physical and Mathematical Journal (год публикации - 2021)
10.47475/2500-0101-2021-16106
9.
Родионов В., Амиров А., Аннаоразов М., Лахдеранта Э., Грановский А., Алиев А., Родионова В.
Thermal hysteresis control in Fe49Rh51 alloy through annealing process
Processes (год публикации - 2021)
10.3390/pr9050772
10. Амиров А.А., Юсупов Д.М., Соболев К.В. Polymer Fe-Rh / PVDF multicaloric composite Letters on Materials, 11 (2), 213-217 (год публикации - 2021)
Публикации
1.
И.А. Старков, А.А. Амиров, А.С. Старков
On thermodynamic description of finite-size multiferroics
Materials Research Proceedings, 9, 167-173 (год публикации - 2018)
10.21741/9781644900017-32
2.
А.А. Амиров, В.В. Родионов, В. Команицки, В. Латышев, Е.Ю. Канюков, В.В. Родионова
Magnetic phase transition and magnetoelectric coupling in FeRh/PZT film composite
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 479,287-290 (год публикации - 2019)
10.1016/j.jmmm.2019.01.079
3.
Макоед И.И., Амиров А.А., Леденев Н.А., Пащенко А.В., Янушкевич К.И., Якимчук Д.В., Канюков Е.Ю.
Evolution of structure and magnetic properties in EuxBi1−xFeO3 multiferroics obtained under high pressure
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 489,165379 (год публикации - 2019)
10.1016/j.jmmm.2019.165379
4.
Макоед И.И., Амиров А.А., Леденев Н.А., Пащенко А.В., Янушкевич К.И.
Predicted model of magnetocaloric effect in BiFeO3-based multiferroics
Solid State Sciences, 95,105920 (год публикации - 2019)
10.1016/j.solidstatesciences.2019.06.009
5.
Андраде В.М., Амиров А., Юсупов Д., Пиментел Б., Барокка Н., Пирес А.Л., Бело Ж.Х., Перейра А.М., Валенте М.А., Арауджо Ж.П., Рейс М.С.
Multicaloric effect in a multiferroic composite of Gd5(Si,Ge)4 microparticles embedded into a ferroelectric PVDF matrix
Scientific Reports, 9,18308 (год публикации - 2019)
10.1038/s41598-019-54635-8
6.
А.А. Амиров, И.А. Барабан, А.А. Грачев, А.П. Каманцев, В.В. Родионов, Д.М. Юсупов, В.В. Родионова, А.В. Садовников
Voltage-induced strain to control the magnetization of bi FeRh/PZT and tri PZT/FeRh/PZT layered magnetoelectric composites
AIP Advances (год публикации - 2020)
10.1063/1.5130026
7.
Амиров А.А., Кугини Ф., Каманцев А.П., Готшаль Т.,Сольжи М., Алиев А.М., Спичкин Ю., Коледов В.В., Шавров В.Г.
Direct measurements of the magnetocaloric effect of Fe49Rh51 using the mirage effect
Journal of Applied Physics, 127,233905 (год публикации - 2020)
10.1063/5.0006355
8.
Амиров А.А.
Modern trends in studies of multicaloric materials
Chelyabinsk Physical and Mathematical Journal (год публикации - 2021)
10.47475/2500-0101-2021-16106
9.
Родионов В., Амиров А., Аннаоразов М., Лахдеранта Э., Грановский А., Алиев А., Родионова В.
Thermal hysteresis control in Fe49Rh51 alloy through annealing process
Processes (год публикации - 2021)
10.3390/pr9050772
10. Амиров А.А., Юсупов Д.М., Соболев К.В. Polymer Fe-Rh / PVDF multicaloric composite Letters on Materials, 11 (2), 213-217 (год публикации - 2021)
Публикации
1.
И.А. Старков, А.А. Амиров, А.С. Старков
On thermodynamic description of finite-size multiferroics
Materials Research Proceedings, 9, 167-173 (год публикации - 2018)
10.21741/9781644900017-32
2.
А.А. Амиров, В.В. Родионов, В. Команицки, В. Латышев, Е.Ю. Канюков, В.В. Родионова
Magnetic phase transition and magnetoelectric coupling in FeRh/PZT film composite
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 479,287-290 (год публикации - 2019)
10.1016/j.jmmm.2019.01.079
3.
Макоед И.И., Амиров А.А., Леденев Н.А., Пащенко А.В., Янушкевич К.И., Якимчук Д.В., Канюков Е.Ю.
Evolution of structure and magnetic properties in EuxBi1−xFeO3 multiferroics obtained under high pressure
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 489,165379 (год публикации - 2019)
10.1016/j.jmmm.2019.165379
4.
Макоед И.И., Амиров А.А., Леденев Н.А., Пащенко А.В., Янушкевич К.И.
Predicted model of magnetocaloric effect in BiFeO3-based multiferroics
Solid State Sciences, 95,105920 (год публикации - 2019)
10.1016/j.solidstatesciences.2019.06.009
5.
Андраде В.М., Амиров А., Юсупов Д., Пиментел Б., Барокка Н., Пирес А.Л., Бело Ж.Х., Перейра А.М., Валенте М.А., Арауджо Ж.П., Рейс М.С.
Multicaloric effect in a multiferroic composite of Gd5(Si,Ge)4 microparticles embedded into a ferroelectric PVDF matrix
Scientific Reports, 9,18308 (год публикации - 2019)
10.1038/s41598-019-54635-8
6.
А.А. Амиров, И.А. Барабан, А.А. Грачев, А.П. Каманцев, В.В. Родионов, Д.М. Юсупов, В.В. Родионова, А.В. Садовников
Voltage-induced strain to control the magnetization of bi FeRh/PZT and tri PZT/FeRh/PZT layered magnetoelectric composites
AIP Advances (год публикации - 2020)
10.1063/1.5130026
7.
Амиров А.А., Кугини Ф., Каманцев А.П., Готшаль Т.,Сольжи М., Алиев А.М., Спичкин Ю., Коледов В.В., Шавров В.Г.
Direct measurements of the magnetocaloric effect of Fe49Rh51 using the mirage effect
Journal of Applied Physics, 127,233905 (год публикации - 2020)
10.1063/5.0006355
8.
Амиров А.А.
Modern trends in studies of multicaloric materials
Chelyabinsk Physical and Mathematical Journal (год публикации - 2021)
10.47475/2500-0101-2021-16106
9.
Родионов В., Амиров А., Аннаоразов М., Лахдеранта Э., Грановский А., Алиев А., Родионова В.
Thermal hysteresis control in Fe49Rh51 alloy through annealing process
Processes (год публикации - 2021)
10.3390/pr9050772
10. Амиров А.А., Юсупов Д.М., Соболев К.В. Polymer Fe-Rh / PVDF multicaloric composite Letters on Materials, 11 (2), 213-217 (год публикации - 2021)