Аквананомагній

УКРАЇНА (19) UA (11) 34487 (13) U (51) МПК (2006) C07F 19/00 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ Д ЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛ ЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС в идається під в ідпов ідальність в ласника патенту ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) АКВАНАНОМАГНІЙ 1 2 (13) 34487 (11) ліганди, якими є молекули води (ТУ 25 У 22529511-003-97; ТУ У 22529511.008-2001). Недоліком відомого аквакомплексу магнію є те, що комплексоутворювачем є іон металу, а також те, що аквакомплекс містить окрім молекул води інші ліганди, що робить його токсичним. Крім того, координаційне число обмежене значенням, рівним 6, що обмежує кількість лігандів - молекул води. В основу корисної моделі поставлена задача отримання екологічно чистого аквананокомплексу магнію. Це досягається тим, що аквамагній не містить іону металу, замість іона використовується наночастинка магнію, а в якості лігандів в ньому застосовані тільки молекули води. Запропонований, як і відомий аквакомплекс магнію містить метал в якості комплексоутворювача і ліганди, в якості яких використовують молекули води, і, відповідно до цієї пропозиції, має загальну формулу виду [hMg2n-(H2 O)n], де: hMg наночастинка магнію; Н2О - молекула ліганду, при цьому комплексоутворювачем є електричне заряджена наночастинка магнію з координаційним числом більше 6, а ліганди з'єднані з комплексоутворювачем за допомогою електростатичних зв'язків. Аквананомагній має загальну формулу виду [hMg2n-(H2O) n], де: hMg - наночастинка магнію, Н2O - молекула ліганду. Це робить наноматеріал екологічно чистим за рахунок відсутності в ньому іонної форми магнію, а також за рахунок того, що в якості лігандів використовується тільки вода. Сучасні наукові дослідження показали, що наночастинки металів набагато менш токсичні в порівнянні UA Корисна модель відноситься до області нанотехнологій і може бути використана для виготовлення каталізаторів, сорбентів, металевого пального, косметичних засобів, матеріалів з біоцидними властивостями, лікарських препаратів, мікродобрив нового покоління, харчових і біологічно активних добавок, медичних виробів, матеріалів медичного і косметичного призначення тощо. Відомий аквакомплекс магнію [Mg(H 2O)6] 2+, який утворюється у водних розчинах [див. Greenwood N.N., Earnshaw A. Chemistry of the Elements, Oxford: Butterworth, 1997; Кольман Я., Рем К. - Г. Наглядная биохимия: Пер. с нем. М., Мир, 2000]. Недоліком відомого аквакомплексу магнію є невисока його стійкість, оскільки поляризуюча здатність іона Mg2+ невисока, і тому аквакомплекс утворюється зазвичай тільки в лужному середовищі. Крім того, координаційне число у комплексоутворювача в аквакомплексі не перевищує 6 . Відомий аквахелат металу на основі оксигенованого кобальту, що містить один ліганд, в якості якого використовуються лабільні молекули води [Авторское свидетельство СССР №1116058. Питательная среда для культивирования продуцента мацерирующих ферментов. МПК5 C12N1/20, C12N9/00, C12R1/07. Опубликовано: 1984.09.30]. Недоліком відомого аквахелату металу є те, що в якості комплексоутворювача використовується іон металу. Це підвищує його токсичність і звужує область застосування. Найбільш близьким до пропонованого є гексагідрат хлориду магнію MgCl2*6H2O, який є основним компонентом природного мінералу бішофіту, що містить метал в якості комплексоутворювача і U (57) Аквананомагній, що містить метал як комплексоутворювач і як ліганди молекули води, який відрізняє ться тим, що має загальну формулу виду [hMg2n-(H2O)n ], де hMg - наночастинка магнію, H2O - молекула ліганду, при цьому комплексоутворювачем є електрично заряджена наночастинка магнію з координаційним числом більше 6, а ліганди з'єднані з комплексоутворювачем за допомогою електростатичних зв'язків. (19) (21) u200803747 (22) 25.03.2008 (24) 11.08.2008 (46) 11.08.2008, Бюл.№ 15, 2008 р. (72) КОСІНОВ МИКОЛА ВАСИЛЬОВИЧ, UA, КАПЛУНЕНКО ВОЛОДИМИР ГЕОРГІЙОВИЧ, UA (73) КОСІНОВ МИКОЛА ВАСИЛЬОВИЧ, UA, КАПЛУНЕНКО ВОЛОДИМИР ГЕОРГІЙОВИЧ, UA 3 34487 4 з іонною формою металів, отриманою розчиненнаномагній (наномагнію аквахелат) має загальну ням солей [див. Арсентьева И.П. Использование формулу виду биологических активных препаратов на основе [hMg2n-(H2O) n]. наночастиц металлов в медицине и сельском хоУ даній формулі hMg - наночастинка магнію, зяйстве. Доклад на совещании: «Индустрия наноН2О - молекула ліганду. Кількість молекул води n систем и материалы: оценка нынешнего состояния ціле число, відповідне координаційному числу и перспективы развития». Москва, Центр «Открыкомплексоутворювача n. hMg2n - електрично зарятая экономика», Опубл. 07.02.2006, джена наночастинка магнію з координаційним чисhttp://www.strf.ru/client/doctrine.aspx]. лом n і електричним зарядом 2n- на своїй поверхКомплексоутворювачем є електричнo заряні. Значення координаційного числа n джена наночастинка магнію з координаційним чисвизначається величиною поверхневого заряду лом більше 6. Наявність електричного заряду на наночастинки магнію, тобто задається кількістю поверхні наночастинки створює умови для утрипар електронів, що знаходяться на поверхні наномання навколо наночастинки лігандів - полярних частинки магнію. молекул води. Координаційне число більше 6 заХелатування наночастинок магнію молекулабезпечує стійкість наноматеріалу за рахунок щільми води за рахунок водневих зв'язків молекул воного і повного хелатування наночастинок магнію ди з електричнo зарядженою поверхнею наночасмолекулами води. тинок призводить до утворення стійких хелатних З’єднання лігандів з комплексоутворювачем за комплексів без додавання інших лігандів. Молекудопомогою електростатичних зв'язків молекул воли води в координаційній сфері аквананомагнію ди з електричне зарядженою поверхнею наночасслужать для додання стійкості і для полегшення тинки магнію дозволяє цьому наноматеріалу легко трансмембранного перенесення металу в клітки. проникати через мембрани кліток, а наночастинці Молекули води швидко замінюються атомами домагнію легко «розкриватися», що створює умови нора, які виробляються сенсорами білка, такими, для його високої активності. Це дозволяє викорисяк рецептори на поверхні стінки клітки, внаслідок товувати аквананомагній, наприклад, усередині чого трансмембранне перенесення в клітку здійсклітинних мембран одноклітинних і багатоклітиннюється легко. них організмів. Число молекул води, з’єднаних з наночастинАквананомагній (синонім: наномагнія аквахекою магнію, є координаційне число. Це число вилат) отримують диспергуванням гранул металевозначається кількістю пар електронів, що знахого магнію імпульсами електричного струму, що дяться на поверхні наночастинки. Електризацію знаходяться в воді [див. Патент України на кориснаночастинок здійснюють в такому ступені, щоб ну модель №23550. Спосіб ерозійно-вибухового координаційне число n було більше 6. Для цього диспергування металів. МПК B22F9/14. поверхневий заряд наночастинки повинен бути не Опубл.25.05.2007. Бюл. №7.]. При проходженні менше 2.10-18Кл. Оскільки наночастинка більшого через ланцюжки металевих гранул імпульсів елекрозміру відповідно має вищий поверхневий заряд, тричного струму, в яких енергія імпульсів перевито координаційне число аквананомагнію з крупніщує енергію сублімації випарованого металу, в шою наночастинкою в якості комплексоутворюваточках контактів металевих гранул одна з одною ча відповідно матиме вище значення. При цьому виникають іскрові розряди, в яких здійснюється молекули води за рахунок водневих зв'язків повибухоподібне диспергування металу. В каналах кривають всю поверхню наночастинки щільною розряду температура досягає 10тис. градусів. Діоболонкою. лянки поверхні металевих гранул в зонах іскрових Приклад. Гранули магнію, завантажені в діерозрядів плавляться і вибухоподібна руйнуються лектричну судин у з водою для диспергування імна найдрібніші наночастинки і пару. Розплавлені пульсами електричного струму, під дією сили тянаночастинки, що розлітаються, мають сферичну жіння рівномірно розміщувалися на дні судини між форму. Наночастинки магнію, знаходячись якийсь електродами. На електроди подавали імпульси час в електричному полі, набувають на своїй поелектричного струму тривалістю 50мкс з енергією верхні електричного заряду. В якості лігандів ви20Дж, що перевищує енергію сублімації випаровакористані молекули води. Загальне число зв'язків, ного металу приблизно в 2 рази. У судині здійснющо з'єднують метал з лігандом, є координаційне валися електричні розряди по ланцюжках металечисло. Це число задається кількістю пар електрових гранул. При цьому здійснювалося нів, що знаходяться на поверхні наночастинки мадиспергування гранул магнію, а у воді утворювавгнію. Наночастинка виступає в якості донору елекся колоїдний розчин наночастинок металу. Акватронів. Полярні молекули води є акцепторами наномагній (наномагнію аквахелат) є рідиною світелектронів. В результаті формується наноматеріло сірого кольору. ал- аквананомагній (наномагнію аквахелат). Аква Комп’ютерна в ерстка В. Мацело Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601