№ 6 (2024)
Биотехнология
Влияние состава почвенных смесей на морфогенез и продуктивность руколы, культивируемой в условиях светодиодного освещения
Аннотация
Проведена оценка воздействия различных почвенных смесей на развитие растений руколы (Eruca sativa Mill.), культивируемой в условиях искусственного освещения. В исследованиях использовались смеси на основе почвогрунта, универсального для садово-огородных растений (почва), песка, сапропеля и универсального ионитного питательного субстрата «Цион» в различных пропорциях. Растения выращивались в закрытых фитобоксах со светодиодным освещением, при облучении белым светом (WW) с интенсивностью 300 мкмоль/с м2 и фотопериодом свет/темнота 16/8 ч. В качестве контроля использовалась рукола, выращенная в почвогрунте без примесей. Соотношение спектров использованного света WW, в %, в диапазоне красный–зеленый–синий составляло R33:G41:B26. Проведенный анализ показал, что наибольшие значения сырой массы, общей площади листа и количества листьев растений были достигнуты в опыте Почва + Цион (ПВ) соответственно. В опытах Почва + Песок + Цион (ПП) и ПВ отмечено увеличение общей площади листьев, сырого веса и числа листьев в сравнении с контролем. Наивысшая продуктивность достигнута в опыте ПВ. Результаты показали, что применение универсального ионообменного питательного субстрата привело к улучшению характеристик в большинстве опытных смесей в сравнении с другими опытами и контролем. Результат применения сапропеля для руколы был отрицательным. Почвенные смеси ПВ и ПП были наилучшими для развития растений руколы и могут быть использованы для оптимизации качества и сроков выращивания растений.



Низкочастотный акустический отклик растений на абиотический стресс
Аннотация
В работе исследуются акустические микровибрации в диапазоне от 0,1 до 27 Гц, возникающие в листьях и корневой системе растения розы китайской Hibiscus rosa-sinensis L. в ответ на облучение светом. Показано, что при облучении растения светом в листе возникают микровибрации с частотой 5,77198 Гц. При воздействии света были также зарегистрированы микровибрации в корневой системе с частотами 23,61 и 16,35 Гц. Похожий эффект наблюдали при повреждении листьев от нанесения на них раздражающей мази «Линкас». Нанесение на четыре разных листа растения мази «Линкас» приводило также к появлению характерных микровибраций в корневой системе, при этом каждому из листьев соответствовала своя частота колебаний. По-видимому, в корневище поступает информация о каждом листе. Таким образом, с помощью микровибраций растение может взаимодействовать с внешней средой.



Химические науки. Функциональные покрытия
Последние достижения в создании антибактериальных покрытий на титановых материалах на основе метода ПЭО
Аннотация
В настоящий момент одной из существенных проблем, связанных с имплантационными материалами, в том числе с ортопедическими металлическими имплантатами, являются имплантат-ассоциированные инфекции. Данное заболевание может приводить не только к необходимости системного лечения, но также к повторным операциям и в самых негативных случаях – к летальному исходу. Одна из эффективных стратегий борьбы с такими инфекциями – создание антибактериальных поверхностных слоев. В последние годы внимание исследователей по всему миру направлено на создание таких структур. В данном обзоре представлены результаты последних достижений в области плазменного электролитического синтеза поверхностных слоев, обладающих выраженным антибактериальным действием. Описаны основные существующие подходы к решению подобных задач, их преимущества и недостатки, а также обозначены будущие направления в данной области.



Гибридные покрытия с эффектом самозалечивания на поверхности функциональных материалов
Аннотация
В статье представлен обзор достижений в области создания самовосстанавливающихся гибридных покрытий, используемых для защиты функциональных материалов при их эксплуатации в коррозионно-активных средах. Самовосстанавливающиеся (самозалечивающиеся) покрытия вызывают большой интерес благодаря их способности подавлять коррозию, которая является серьезной проблемой практически во всех отраслях промышленности. Разработка таких smart-покрытий, обладающих функцией активной антикоррозионной защиты и самовосстановления, необходима для долговременной работы металлических конструкций в агрессивных химических средах. При повреждении самовосстанавливающегося покрытия в коррозионной среде происходит формирование нового защитного слоя на поверхности дефекта и функциональные характеристики изделия восстанавливаются. Автономные механизмы восстановления защитных свойств антикоррозионных слоев реализуются благодаря внедрению ингибиторов коррозии в матрицу покрытия.



Противообрастающие покрытия на основе природоподобных технологий для применения в морских условиях
Аннотация
В морской индустрии защита от обрастания достигается в основном путем использования специальных противообрастающих покрытий, в полимерный матрикс которых заключены биоциды, высвобождающиеся с контролируемой скоростью в процессе эксплуатации объекта. Несмотря на признанную эффективность, данная стратегия борьбы обладает существенными недостатками, среди которых высокая экотоксичность используемых биоцидов. Ужесточение законодательства в области применения противообрастающих соединений активировало усилия по поиску альтернативных, более безопасных технологий. Особый научный интерес вызывают стратегии защиты от обрастания, которыми обладают живые организмы. В данной работе представлен обзор в области природоподобных технологий, применимых для разработки противообрастающих покрытий в морской сфере.



Антиобледенительные покрытия: механизм формирования и физико-химические свойства
Аннотация
В обзоре проведен анализ литературных источников, описывающих методы и подходы к созданию антиобледенительных покрытий, а также проблемы разработки и применения новых антиобледенительных материалов и покрытий. Приведены существующие работы, представляющие результаты исследования характеристик супергидрофобных/антиобледенительных покрытий на поверхности металлов и сплавов, обработанных методом плазменного электролитического оксидирования.



Внедрение магнитоактивных частиц из электролитов-суспензий в ПЭО-покрытия на титане
Аннотация
Обобщены литературные данные о плазменно-электролитической обработке титана в электролитах, содержащих дисперсные магнитоактивные частицы, с целью формирования поверхностных структур с определенными магнитными свойствами. Приведены составы электролитов, параметры процесса и магнитные свойства получаемых покрытий. В зависимости от химической природы и характеристик частиц их включение из электролита в растущие покрытия осуществляется по инертному или реактивному механизму. Показано, что основной вклад в магнитные свойства образцов вносят металлооксидные частицы, обнаруженные в порах, на поверхности и в массиве покрытий. Изменяя состав и концентрацию компонентов электролита, можно управлять составом частиц и, соответственно, магнитными характеристиками покрытий.



Химические науки. Сорбционные процессы и материалы
Неорганические сорбенты для очистки воды от нефтепродуктов на основе минерального и техногенного сырья: получение, применение, регенерация
Аннотация
Представлен обзор основных тенденций развития сорбционных методов очистки водных объектов от нефти и нефтепродуктов с использованием минеральных сорбентов. На основе анализа литературных данных преимущественно двух последних десятилетий, включая результаты собственных исследований авторов, описаны природные и искусственные сорбенты, а также продукты их модификации. Рассмотрены методы и устройства для получения сорбционных материалов, особенности их практического применения, приведены результаты изучения основных свойств и обоснована необходимость разработки способов регенерации отработанных сорбентов. Показана перспективность применения минеральных материалов природного и техногенного происхождения в качестве основы для создания новых эффективных сорбентов нефтепродуктов.



Моделирование сорбционных равновесий: современное состояние и перспективы развития моделей сорбции на неоднородных сорбентах
Аннотация
Адсорбция долгие годы остается одним из наиболее универсальных и экономически рентабельных подходов к очистке вод различного состава и извлечению ценных компонентов из технологических растворов. Помимо аффинности, селективности и высокой сорбционной емкости большое значение имеют кинетические характеристики сорбентов, поскольку они определяют производительность как промышленных сорбционных колонн, так и малогабаритных точечных фильтров, работающих при высоких скоростях потока. В данном обзоре обсуждается современное состояние методов моделирования динамики сорбции и новый подход к анализу сорбционных равновесий с использованием разработанной в ИХ ДВО РАН модели распределения констант скоростей (РКС) сорбции/десорбции на неоднородных сорбентах для предиктивного моделирования выходных кривых сорбции на основании кинетических параметров сорбционных центров (функций РКС), рассчитанных из экспериментальных данных, полученных в статических условиях. На примере супермакропористых сорбентов на основе полиэтиленимина показано, как модель РКС и ее варианты, учитывающие диффузионные ограничения и присутствие в растворе комплексообразователей, может применяться для оптимизации условий извлечения ионов металлов и их разделения за счет разной скорости сорбции в динамических условиях.



Композитные материалы на основе хитозана – сорбенты для очистки жидких радиоактивных отходов
Аннотация
В обзоре рассмотрены подходы к получению хитозансодержащих композитов, предназначенных для удаления радионуклидов из водных растворов. Описаны методы получения сорбентов на основе хитозана для удаления металлов – основных источников радиоактивных загрязнений (U, Sr, Cs). Эффективность использования биополимера для этих целей значительно повышается в результате физической или химической модификации, а также внесения наполнителей. Среди рассмотренных сорбентов выделены наиболее дешевые и эффективные для сорбции Sr и Cs материалы и приведены упрощенные схемы для их получения. Основная цель данного обзора – предоставить актуальную информацию о наиболее важных свойствах композитов в сочетании с неорганическими наполнителями и показать их преимущества в качестве сорбентов при очистке загрязненных водных растворов.



Химические науки. Перспективные неорганические материалы
Строение, спектры ЯМР, ионная подвижность и фазовые переходы в комплексных фторидоцирконатах
Аннотация
В кратком обзоре приведены результаты исследований ионно-транспортных свойств фторидных комплексов циркония с щелочными катионами и аммонием. Рассмотрена связь между строением (размерностью) соединения, степенью допирования и природой металла допанта, наличием и характером фазовых переходов, формой спектров ЯМР, ионной подвижностью и проводимостью этих соединений.



Новые стекла в системах MNbOF5-BaF2-InF3 (M–Mn, Cd, Zn)
Аннотация
В статье обобщены результаты исследования новых стекол в системах MnNbOF5-BaF2-InF3, ZnNbOF5-BaF2-InF3 и CdNbOF5-BaF2-InF3. Изучены термические характеристики стекол, выявлена роль фториндатных и фторниобатных компонентов в стеклообразовании и кристаллизационном поведении. Стекла в системах MNbOF5-BaF2-InF3 (M = Mn, Zn, Cd) можно считать трехкомпонентными, их структуру формируют полиэдры NbO2F4 и NbO3F3, InF6 и полиэдры, формируемые MFn. Показана возможность получения стеклокерамик. Для стекол в системах CdNbOF5-BaF2-InF3 и ZnNbOF5-BaF2-InF3 зафиксирована фотолюминесценция, соответствующая уровням эмиссии 542, 573 и 673, 751 нм, зависящая от присутствия и концентрации в стекле трифторида индия. Люминесцентные свойства показывают только стекла, в которых по данным МУРР обнаружены наноразмерные включения, 9–13 нм.


