В лаборатории коллоидной химии нефти ИХН СО РАН были разработаны биоразлагаемые криогели на основе синтетических и природных полимеров. Об этом сообщает пресс-служба научного центра.
Уточняется, что эти составы представляют потенциал для борьбы с опустыниванием, закрепления откосов и рекультивации техногенных грунтов. Исследователи создали криогельные материалы, которые имеют пористую структуру после частичной деструкции полисахаридов. Это создает оптимальные условия для роста растений и образования прочного дернового слоя.
Мария Фуфаева, старший научный сотрудник лаборатории коллоидной химии ИХН СО РАН, объясняет: «Мы стремились создать экологически безопасный, эластичный и пористый криогель, который можно использовать для укрепления верхнего слоя почвы. Представленный состав криогеля основан на водных растворах поливинилового спирта и крахмала. Его преимущество заключается в сочетании положительных физико-химических свойств криогелей из синтетических полимеров и биоразлагаемости природных полимеров».
Процесс применения криогелей заключается в нанесении раствора поливинилового спирта на поверхность грунта, предварительно обогащенную удобрениями и семенами травянистых растений. Затем, под воздействием суточных температурных колебаний, формируется криогелевый слой, который прочно связывает и защищает частицы почвы от эрозии, сохраняя влагу.
Однако не все типы почв подходят для этого процесса. Например, песчаные почвы с низким содержанием органического вещества могут образовать непроницаемую пленку, которая не позволяет растениям прорастать и обмениваться газами. Микробиология может решить эту проблему.
Варвара Овсянникова, старший научный сотрудник лаборатории, провела эксперименты по разложению криогелей с разными соотношениями поливинилового спирта и крахмала в почве. В ходе исследования она обнаружила, что крахмал, входящий в состав криогеля, разлагается под влиянием почвенной микрофлоры, что в свою очередь создает пористую структуру, необходимую для роста растений.
Криогель — это эластичный полимерный материал, образующийся из водных растворов поливинилового спирта при замораживании и последующем оттаивании. При каждом цикле обработки криогелей увеличивается их прочность, они являются безопасными для окружающей среды. Добавление модификаторов и наполнителей в состав криогеля позволяет контролировать его свойства для различных технических задач.
Команда ученых, включающая Любовь Алтунина, Владимира Кувшинова, Владимира Манжая, Марию Фуфаеву, Варвару Овсянникову и Евгению Ким, имеет опыт практического применения криогелей в разных регионах России и за ее пределами. Эти материалы успешно применялись для гидроизоляции плотин, ликвидации нефтяных скважин в зоне вечной мерзлоты, укрепления дорожных откосов и создания зеленых зон. В настоящее время они также вызывают особый интерес в нефтедобывающей промышленности для защиты рек и строительства автозимников.