Інститут
біоорганічної
хімії та нафтохімії
ім. В.П. Кухаря
НАН України

Основні напрями наукових досліджень:

• синтез нових пластифікаторів для промислових полімерів (поліамідів, поліестерів, полівінілхлориду), які мають низьку леткість і високу стійкість до міграції;
• синтез поліфункціональних модифікуючих домішок до промислових полімерів, які поєднують властивості пластифікаторів і біоцидів;
• синтез полімерних катіонних біоцидів з високою термічною стійкістю, призначених для використання в якості антимікробних домішок до промислових полімерів з високими температурами переробки (поліамідів, полікарбонатів);
• синтез водостійких катіонних біоцидів на основі гідрофобних онієвих солей, призначених для використання в якості антифоулянтів для морських фарб;
• синтез протонних іонних рідин та їх застосування для отримання нових протонобмінних мембран для паливних елементів;
• синтез нових антимікробних агентів із зниженою токсичністю на основі довголанцюгових онієвих солей, функціоналізованих полярними групами;
• синтез нових засобів захисту рослин комплексної дії, які поєднують властивості стимуляторів росту і фунгіцидів;
• синтез нових мономерів - внутрішніх модифікаторів реологічних властивостей для ароматичних поліестерів.

Синтезовано нові мономери – внутрішні модифікатори для полікарбонатів, які включають бісфеноли і ароматичні дисульфонаміди. Сполуки можуть бути введені до складу полікарбонатних макромолекул під час синтезу. Встановлено, що введення таких комономерів до складу полікарбонатних макромолекул у кількості 5-10 мольних відсотків надає розплавам полімерів неньютонівського характеру течії розплаву і таким чином значно покращують їх здатність до переробки традиційними методами.

Синтезовано нові полімерні катіонні біоциди з високою термічною стійкістю (до 300-350 °С). Сполуки є перспективними антимікробними домішками до промислових термопластичних полімерів (поліамідів, полікарбонатів) з високими температурами переробки. Полімерні біоциди утворюють гомогенні композиції з промисловими термопластами при сумісній переробці із розплаву, надають полімерним виробам широкого спектру антимікробної активності за вмісту 2-5%, мають високу стійкість до виділення у воду, а також низьку вартість.

Синтезовано нові протонні іонні рідини, які мають іонну провідність 10^-3 – 10^-1 См/см в інтервалі температур від 20 до 180 °С. Отримано композитні протонобмінні мембрани на основі природних і синтетичних полімерів, насичених протонними іонними рідинами. Мембрани мають високу механічну міцність та іонну провідність, достатню для застосування у паливних елементах, які функціонують за температури вище 100 °С в безводному середовищі.

Синтезовано нові гідрофобні катіонні біоциди на основі довголанцюгових онієвих солей, які включають катіони 1-додецилпіридинію, 1-додецил-3-метилімідазолію, 1,3-дідодецилімідазолію, додецилтрифенілфосфонію та аніони додецилбензолсульфонат, п-толуолсульфонат, тетрафторборат. Сполуки мають високу розчинність у лакофарбових розчинниках і можуть бути введені до складу промислових лаків і фарб. Отримано захисні полімерні покриття на основі комерційних епоксидних смол, алкідних (пентафталевих) і хлорвінілових емалей, які містять 10-30% гідрофобних онієвих солей. Встановлено, що модифіковані покриття не виділяють біоцидних домішок у воду, проявляють високу стійкість до утворення мікробних біоплівок на поверхні, а також до біообростання прісноводними макроорганізмами. Гідрофобні онієві солі є перспективними антифоулянтами для отримання екологічно безпечних захисних покриттів підводних металевих конструкцій.

Синтезовано нові екологічно безпечні пластифікатори для полівінілхлориду на основі третинних амідів жирних кислот (лауринової, себацинової, ундеценової, олеїнової). Сполуки ефективно знижують температуру склування (T_g) полівінілхлориду (на 70-90 °С) за вмісту 20-30%, мають високу стійкість до міграції і виділення у воду. Основною перевагою амідних пластифікаторів над традиційними естерними є висока стійкість до мікробіологічної деструкції під дією грибів. Застосування нових пластифікаторів може значно подовжити терміни експлуатації гнучких виробів з полівінілхлориду технічного, медичного і побутового призначення.

Отримано мультишарові композиційні матеріали на основі склотканини і модифікованих фенолформальдегідних смол. Полімерні композити поєднують низьку густину (1.6 г/см³) і високу механічну міцність. Модуль пружності при згині отриманих склопластиків становить 33-36 ГПа і перевищує аналогічні показники для традиційних матеріалів на основі епоксидних смол, вартість яких значно вища. Нові композити мають значні перспективи застосування як конструкційні і теплозахисні матеріали в авіаційній і ракетній техніці, автомобілебудуванні і кораблебудуванні, нафтогазовій промисловості, електротехніці і будівництві, а також в комунальному господарстві.

Співробітники лабораторії

Джужа Олег Віталійович

кандидат технічних наук, науковий співробітник

https://orcid.org/0000-0003-4572-4769

https://www.researchgate.net/profile/Oleg-Dzhuzha

Аксеновська Олеся Анатоліївна

кандидат хімічних наук, молодший науковий співробітник

https://orcid.org/0000-0003-2785-5255

https://www.researchgate.net/profile/Olesya-Aksenovska

Тарасюк Оксана Петрівна

молодший науковий співробітник

https://orcid.org/0000-0002-7825-9720

https://www.researchgate.net/profile/Oksana-Tarasyuk

Основні публікації за темами досліджень:

1. Rogalsky S., Moshynets O., Dzhuzha O., Tarasyuk O., Hubina A., Darabut A.M., Lobko Y., Morozovska I., Protasov O. Bardeau J.-F., Preparation and characterization of antifouling coating based on commercial alkyd paint modified with hydrophobic cationic biocide. Journal of Coatings Technology and Research. 2024. 21(3). 939-953.  https://doi.org/10.1007/s11998-023-00862-8

2. Zubova G., Melnyk H., Zaets I., Sergeyeva T., Havryliuk O., Rogalsky S., Khirunenko L., Zaika L., Ruban T., Antonenko S., Kozyrovska N. Halochromic bacterial cellulose/anthocyanins hybrid polymer film with wound-healing potential. Polymers. 2024. 16(16). 2327. https://doi.org/10.3390/polym16162327

3. Babenko L., Futorna O., Romanenko K., Smirnov O., Rogalsky S., Kosakivska I., Skwarek E.,Wiśniewska M. Exogenous N-hexanoyl-L-homoserine lactone mitigates acid rain stress effects through modulation of structural and functional changes in Triticum aestivum leaf. Applied Soil Ecology. 193. 105151. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2023.105151

4. Rogalsky , Hodyna D., Semenyuta I., Frasinyuk M., Tarasyuk O., Riabov S., Kobrina L., Tetko I., Metelytsia L. Antibacterial activity of 1-dodecylpyridinium tetrafluoroborate and its inclusion complex with sulfobutyl ether-b-cyclodextrin against MDR Acinetobacter baumannii strains. Innovative Biosystems and Bioengineering. 2023. Vol.7(4). 25-3. doi: 10.20535/ibb.2023.7.4.288529

5. Talaniuk V., Godzierz M., Vashchuk A., Iurhenko M., Chaber P., Sikorska W., Kobyliukh A., Demchenko V., Rogalsky S., Szeluga U., Adamus G., Development of polyhydroxybutyrate - based packaging films and methods to their ultrasonic welding. Materials. 16(20). 6617. https://doi.org/10.3390/ma16206617

6. Rogalsky S., Tarasyuk O., Vashchuk A., Dzhuzha O., Cherniavska T., Makhno S. Thermophysical properties and ionic conductivity of new imidazolium based protic ionic liquids. Journal of Molecular Liquids. 382. 121942. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2023.121942

7. Lishchuk P., Vashchuk A., Rogalsky S., Chepela L., Borovyi M., Lacroix D., Isaiev M. Thermal transport properties of porous silicon filled by ionic liquid nanocomposite system. Scientific Reports. 2023. 13. https://doi.org/10.1038/s41598-023-32834-8

8. Rogalsky S., Tarasyuk O., Babkina N., Makhno S., Pertko O., Povazhnyi V., Cherniavska T., Fatyeyeva K. Fabrication of new proton conducting membrane for fuel cell applications based on porous polyimide Matrimid^® and hydrophobic protic ionic liquid. Journal of Applied Polymer Science. 140(15). e53731 https://doi.org/10.1002/app.53731

9. Rogalsky S., Tarasyuk O., Dzhuzha O., Hodyna D., Cherniavska T., Hubina A., Filonenko M., Metelytsia L. Evaluation of N,N-dibutylolelamide as a bifunctional additive for poly(vinyl chloride). Colloid and Polymer Science. 300. 1405-1412 https://doi.org/10.1007/s00396-022-05038-1  

10. Rogalsky S., Tarasyuk O., Vashchuk A., Davydenko V., Dzhuzha O., Motrunich S., Cherniavska T., Papeikin O., Bodachivska L., Bardeau J.-F. Synthesis and evaluation of N,N-dibutylundecenamide as new eco-friendly plasticizer for polyvinyl chloride. Journal of Materials Science. 57. 6102-6114 https://doi.org/10.1007/s10853-022-07006-0

11. Moshynets O., Baranovskyi T., Iungin O., Kysil N., Metelytsia L., Pokholenko I., Potochilova , Potters G., Rudnieva K., Rymar S., Semenyuta I., Spiers A., Tarasyuk O., Rogalsky S. eDNA Inactivation and Biofilm Inhibition by the Polymeric Biocide Polyhexamethylene Guanidine Hydrochloride (PHMG-Cl). International Journal of Molecular Sciences. 2022. 23(2). 731. https://doi.org/10.3390/ijms23020731

12. Sergiy Rogalsky, Jean-François Bardeau, Lyudmila Lyoshina, Olga Bulko, Oksana Tarasyuk, Oleg Dzhuzha, Tetiana Cherniavska, Valeriy Kremenitsky, Larisa Kobrina, Sergii Riabov. New promising antimicrobial material based on thermoplastic polyurethane modified with polymeric biocide polyhexamethylene guanidine hydrochloride. Materials Chemistry and Physics. 2021. Vol.267. 124682. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124682

13. Rogalsky , Bardeau J.-F., Makhno S., Tarasyuk O., Babkina N., Cherniavska Y., Filonenko M., Fatyeyeva K. New polymer-electrolyte membrane for medium-temperature fuel cell applications based on cross-linked polyimide Matrimid and hydrophobic protic ionic liquid. Materials Today Chemistry. 2021. 20. 100453. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2021.100453    

14. Trush M., Metelytsia L., Semenyuta I., Kalashnikova L., Papeykin O., Venger I., Tarasyuk O., Bodachivska L., Blagodatnyi V., Rogalsky S. Reduced ecotoxicity and improved biodegradability of cationic biocides based on ester-functionalized pyridinium ionic Environmental Science and Pollution Research. 2019. 26(5). 4878-4889  doi:10.1007/s11356-018-3924-8 

15. Moshynets Olena, Bardeau Jean-Francois, Tarasyuk Oksana, Makhno Stanislav, Cherniavska Tetiana, Dzhuzha Oleg, Potters Geert, Rogalsky Sergiy Anti-biofilm activity of polyamide 11 modified with thermally stable polymeric biocide polyhexamethylene guanidine 2- International Journal of Molecular Sciences.2019. 20(2). 348. https://doi.org/10.3390/ijms20020348

16. Moshynets O.V., Babenko L.M., Rogalsky S.P., Iungin O.S., Foster J., Kosakivska I.V., Potters G., Spierse A.J., Priming winter wheat seeds with the bacterial quorum sensing signal N-hexanoyl-L-homoserine lactone (C6-HSL) shows potential to improve plant growth and seed PlosOne. 2019. 14(2). e0209460. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0209460

17. Sergiy Rogalsky, Jean-François Bardeau, Stanislav Makhno, Natalia Babkina, Oksana Tarasyuk, Tetiana Cherniavska, Iryna Orlovska, Natalia Kozyrovska, Olexander Brovko New proton conducting membrane based on bacterial cellulose/polyaniline nanocomposite film impregnated with guanidinium-based ionic Polymer. 2018. 142. 183–195. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2018.03.032

18. Alexander Protasov, Jean-Francois Bardeau, Irina Morozovskaya, Mariia Boretska, Tetiana Cherniavska, Lyudmyla Petrus, Oksana Tarasyuk, Larisa Metelytsia, Iryna Kopernyk, Larisa Kalashnikova, Oleg Dzhuzha, Sergiy Rogalsky. New promising antifouling agent based on polymeric biocide polyhexamethylene guanidine Environmental Toxicology and Chemistry. 2017. 36 (9). 2543–2551. https://doi.org/10.1002/etc.3782 

19. Sergiy Rogalsky, Jean-Francois Bardeau, Hao Wu, Lyudmila Lyoshina, Olga Bulko, Oksana Tarasyuk, Stanislav Makhno, Tetiana Cherniavska, Yuriy Kyselov, Joseph H. Koo Structural, thermal and antibacterial properties of polyamide 11/polymeric biocide polyhexamethylene guanidine dodecylbenzenesulfonate Journal of Materials Science. 2016. 51. 7716–7730. http://dx.doi.org/10.1007/s10853-016-0163-6

20. Diana Hodyna, Jean-Francois Bardeau, Larisa Metelytsia, Sergii Riabov, Larisa Kobrina, Svitlana Laptiy, Larisa Kalashnikova, Valeriy Parkhomenko, Oksana Tarasyuk, Sergiy Efficient antimicrobial activity and reduced toxicity of 1-dodecyl-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate ionic liquid/b-cyclodextrin complex. Chemical Engineering Journal. 2016. 284. 1136–1145. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.09.041

Університет м. Руан, Франція. Лабораторія полімерів, біополімерів та поверхонь.

Напрями досліджень:

- розробка селективних композитних мембран на основі пористих полімерних структур та іонних рідин з газороздільною здатністю;

- розробка нових протонобмінних мембран для високотемпературних паливних елементів на основі мікропористого полііміду Matrimid і протонних іонних рідин

Публікації:

• Ratieuville V., Fatyeyeva K., Chappey C., Rogalskyy S., Tarasyuk O., Marais S. 2013. New polyimide based composite films for fuel cells: study of the porous s Advanced Materials Research. 2013. 747. 477–480. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.747.477
• Dahi A., Fatyeyeva K., Langevin D., Chappey C., Rogalsky S., Tarasyuk O., Marais S., Polyimide/ionic liquid composite membranes for fuel cells operating at high temperatures. Electrochimica Acta. 130. 830–840. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.03.071
• Dahi A.,Fatyeyeva K., Langevin D., Chappey C., Rogalsky S. P., Tarasyuk O. P., Marais S. Water sorption properties of room-temperature ionic liquids over the whole range of water activity and molecular state of water in these media. RSC Advances. 5. 76927–76938. https://doi.org/10.1039/C5RA14066H
• Fatyeyeva k., Rogalsky S., Tarasyuk O., Chappey C., Marais S. Vapour sorption and permeation behaviour of supported ionic liquid membranes: application for organic solvent/water Reactive and Functional Polymers. 2018. 130. 16–28. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2018.05.007
• Fatyeyeva K., Rogalsky S., Makhno S., Tarasyuk O., Soto Puente J. , Marais S. Polyimide/ionic liquid composite membranes for middle and high temperature fuel cell application: water sorption behavior and proton conductivity. Membranes.2020. 10. 82.  https://doi.org/10.3390/membranes10050082

Інститут молекул і матеріалів, Університет м. Ле Ман, Франція.

Напрям досліджень: нові антимікробні полімерні композити на основі полідиметилсилоксану і катіонних біоцидів.

Публікації:

• Ghamrawi S., Bouchara J.-P., Tarasyuk O., Rogalsky S._, Lyoshina L., Bulkj O., Bardeau J.-F. Promising silicones modified with cationic biocides for the development of antimicrobial medical devices. Materials Science and Engineering C. 2017. 75. 969–979. https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.03.013
• Bardeau J.-F., Rogalsky, Tarasiuk O., Loshyna L., Bulko O. Antimicrobial composition based on silicone. Патент Франції FR3006149B1. 27.05.2016. https://patents.google.com/patent/FR3006149B1/en
• Ghamrawi S., Bouchara J.-P., Corbin A., Rogalsky S., Tarasyuk O., Bardeau J.-F., Inhibition of fungal growth by silicones modified with cationic biocides. Materials Today Communications. 2020. 22. 100716. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2019.100716

С. П. Рогальський під час виступу на захисті дисертаційної роботи О. А. Аксеновської (Київ, травень 2014 року)

С. П. Рогальський і О. П. Тарасюк в лабораторії полімерів, біополімерів і поверхонь університету м. Руан (Франція) (травень 2016 року).

О. А. Аксеновська під час захисту кандидатської дисертації (Київ, травень 2014 року).

О. В. Джужа, В. І. Пархоменко і О. П. Тарасюк на постерній сесії Всеукраїнської конференції “Хімія, фізика і технологія поверхні” (Київ, травень 2015 року).

О. А. Аксеновська і О. П. Тарасюк на I Українській науковій конференції “Кухарівські хімічні читання” (Київ, січень 2019 року)