ИСТИНА

Поли-3-оксибутират (ПOБ) – это биоразлагаемый полиэфир с перспективами применения в медицине и для сохранения окружающей среды. В нашем недавнем исследовании (1) были изучены композиты ПOБ, включающие комплексы наночастиц магнетита с нанолистами частично восстановленного оксида графена (вОГ), и было показано, что эти наноразмерные комплексы значительно изменяют поверхностный заряд, кристалличность и морфологию матриц ПOБ, тем самым влияя на бактериальную адгезию и пьезоэлектрические отклики в низкочастотных магнитных полях. Эти результаты подчеркивают решающую роль совместимости на границе раздела между полимерным материалом ПOБ и производными графена для регуляции функциональных свойств разрабатываемых новых композитных материалов. В настоящей работе мы исследуем молекулярные механизмы, лежащие в основе таких взаимодействий, сосредоточившись на лимонной кислоте (ЛК) как на потенциальном медиаторе. ЛК может закрепляться на поверхностях rGO посредством кислородных функциональных групп, одновременно образуя водородные связи с эфирными группами PHB, что открывает путь к улучшению дисперсии и межфазной адгезии. Для получения атомистического понимания мы сначала оптимизировали геометрию комплексов ЛК –магнетит с помощью теории функционала плотности (DFT). Впоследствии для выявления энергетически выгодных конфигураций ансамблей rGO–магнетит–ЛК было использовано моделирование с использованием локатора адсорбции, основанное на методе Монте-Карло. Этот вычислительный подход обеспечивает детальное структурное понимание того, как ЛК связывает неорганические и углеродные нанофазы с ПOБ, закладывая основу для рационального проектирования многофункциональных композитов на основе ПOБ, армированных графеновыми нанолистами, с улучшенными физико-химическими и биологическими характеристиками.