Для создания новых полимерных покрытий, подавляющих жизнедеятельность патогенных микроорганизмов, предпринята попытка модификации эпокси-аминных систем реакционноспособными производными мономерами на основе гуанидина. Предварительное химическое взаимодействие этих веществ с эпоксидным компонентом дает возможность ковалентно вводить их в эпокси-аминную сетку для обеспечения пролонгированного действия покрытия. Синтезированные гидросалицилат, гидро-4-аминосалицилат, гидро-5-сульфосалицилат и дигидро-5-сульфосалицилат гуанидина охарактеризованы методами элементного и термического анализа. Определены значения степени замещения гидрохлорида на остаток органической соли и температуры начала термодеструкции в аргоне, а также температуры стеклования и плавления солей. Оценена растворимость синтезированных солей в диановом эпоксидном олигомере. Показано, что замена гидрохлорида на органический остаток заметно снижает температуру начала реакции с эпоксидным олигомером. Установлена средняя функциональность солей гуанидина в реакции с эпоксидным олигомером, и обнаружено, что в химическое взаимодействие вступает большинство групп N‒Н модификаторов, в ряде случаев ‒ это остатки органических солей. Представлена стехиометрия бинарных систем гуанидин‒эпоксидный олигомер, а также стехиометрия синтезированных аддуктов с олигомерным аминным отвердителем Jeffamine D-230. Полученные пленки в первичных испытаниях продемонстрировали выраженную бактериостатическую активность по отношению к метициллин-резистентным S. еpidermidis уже при 1 мас. % гидросалицилата гуанидина, при этом значение показателя ингибирования пленкообразования составило 19.2%.

Исследованы закономерности формирования нанокомпозиций в виде кольцевых осадков при испарении капель дисперсий наночастиц серебра кубической формы со средним размером 70 нм на гидрофильной (стекло) и гидрофобной (медь) подложках. Наночастицы были синтезированы полиольным методом в растворе этиленгликоля. В экспериментах исследовались также капли дисперсий тех же наночастиц в смеси этиленгликоль/этанол и в воде. Определены геометрические параметры и электропроводность формирующихся кольцевых осадков.

Методами ИК-спектроскопии, микрозондовой и лазерной интерференционной микроскопии, динамического рассеяния света исследованы структура новых композиционных покрытий, сформированных при комнатной температуре на подложках из слюды, стекла, кремния, алюминия и золота из дисперсий наночастиц (НЧ) золота в водном растворе пептида (ПТ) Asp–Glu–Val–Asp–Trp–Phe–Asp. Размер НЧ золота в растворе составляет 40 нм. Установлено, что чистый ПТ кристаллизуется с образованием различных структур, характер которых существенно зависит от природы подложки, состояния ее поверхности и рН среды. Из них наиболее сильное влияние оказывает увеличение рН среды. При рН 9 разрушается цвиттерионное состояние молекулы ПТ и изменяется ее изомерная форма (с транс- на цис-конфигурацию). В результате происходит разупорядочение формирующегося пептидного слоя и изменяется механизм роста слоев с латерального на нормальный. В композиционных слоях, непосредственно прилегающих к подложке, формируются глобулярные и фибриллярные структуры, поверх них растут пептидные слои со сложной морфологией (дендриты, сферолиты). Обсуждаются форма и размеры НЧ золота в покрытиях, а также различия в структуре и свойствах пептидных композиционных покрытий с НЧ серебра и золота. Сделан вывод, что процессами кристаллизации НЧ и нанокомпозиционных покрытий можно управлять, изменяя величину электрического заряда молекулы пептида.

Исследован процесс формирования кольцевых осадков при испарении капель дисперсий наночастиц серебра на подложках из алюминия, меди и никеля, определены геометрические характеристики и проводимость осадков. Продемонстрировано наличие особенностей в процессе формирования осадка на указанных подложках по сравнению с гидрофильными стеклянными подложками. Эти особенности приводят к значительным различиям в геометрических параметрах и структуре осадков, формирующихся на подложках разной природы. При этом сохраняются качественные закономерности изменения геометрических параметров осадков и их проводимости с размером (численной концентрацией) наночастиц серебра.

Исследована проводимость кольцевых осадков, формирующихся на периферии испаряющихся капель коллоидных растворов наночастиц серебра. Показано, что зависимость сопротивления кольцевых осадков от размера наночастиц демонстрирует перколяционный переход. По данным о геометрической форме осадков проведена оценка их удельной проводимости. Установлен ее немонотонная зависимость от размера наночастиц. Отмечено, что в достаточно сильных полях имеет место резкое возрастание проводимости композитных слоев по истечении некоторого индукционного периода. Обнаружено изменение рентгеновских спектров, характерных для серебра, в образцах, проводимость которых возросла под действием внешнего электрического поля.

Методами атомно-силовой, сканирующей туннельной микроскопии и ИК-спектроскопии исследованы композитные пленки, сформированные из дисперсий наночастиц серебра в водном растворе пептида Asp–Glu–Val–Asp–Trp–Phe–Asp при комнатной температуре на различных подложках. Установлено, что чистый пептид кристаллизуется на подложках, образуя различные структуры, характер которых существенно зависит от химии поверхности подложки, способа ее обработки и рН раствора. При формировании пленок из дисперсий, содержащих наночастицы серебра и пептид, образуются глобулярные структуры, в которых отдельные наночастицы включены в матрицу пептида. Установлено, что в процессе восстановления ионов серебра и стабилизации образующихся наночастиц происходит частичное расщепление пептидных связей, а в дисперсии наночастиц серебра в растворе пептида реализуется другая изомерная форма (цис-конфигурация) его молекул. Измерены распределения поверхностного потенциала и локальные туннельные вольтамперные характеристики композитных слоев. Вольтамперные характеристики всех исследованных композитных слоев существенно нелинейны. Установлено, что перенос заряда в нанокомпозитных слоях осуществляется по механизму Пула–Френкеля, а в слоях чистого пептида – за счет надбарьерной эмиссии Шотки.