20 апреля в Саратовском университете стартовал  Всероссийский лекторий Российского научного фонда. 

Первая лекция была посвящена современным научным разработкам – от полупроводниковых квантовых точек до биополимерных наночастиц для агробиотехнологий.

За два года своего существования лекторий объединил тысячи участников и сотни городов. За этими цифрами стоит научное пространство, где встречаются учёные и те, кто только делает первые шаги в науку. Наука перестаёт быть чем-то далёким – она становится ближе, понятнее и интереснее.

Особенно это важно для студентов и школьников, которые приходят в научные организации. Для них лекторий становится первым шагом в профессию. Здесь идёт настрой на массового слушателя, а также на тех, кто хочет связать свою жизнь с наукой.

Первая часть лекции была посвящена полупроводниковым квантовым точкам – нанокристаллам. Исследования в этой области проводятся на кафедре общей и неорганической химии с 2011 года. И.Ю. Горячева напомнила, что Нобелевскую премию по химии «за открытие и синтез квантовых точек» получили Алексей Екимов, Луис Брус и Мунги Бавенди. Именно Екимов первым показал, что оптические свойства нанокристаллов определяются их размерами, и ввёл само понятие «квантовая точка».

Лектор доступно объяснила суть люминесценции – «холодного» свечения, не связанного с высокой температурой (в отличие от раскалённой спирали лампочки). В природе это явление можно наблюдать у светлячков или глубоководных обитателей. Разные химические соединения и кристаллы излучают разное свечение в зависимости от энергии.

Сегодня квантовые точки применяются в солнечных батареях и экранах (QLED-технологии), медицине, как, например, биосенсоры, позволяющие определять концентрацию лекарственных препаратов в организме человека. В перспективе квантовые точки планируется внедрять в телекоммуникациях и квантовых вычислениях.

Во второй части лектория заведующая кафедрой полимеров на базе ООО «АКРИПОЛ» А.Б. Шиповская рассказала о типах полимеров: природных (крахмал, белки, ДНК, РНК), искусственных (карбоксиметилцеллюлоза, ацетаты целлюлозы) и синтетических (полиэтилен, полистирол, полиамиды).

В сельском хозяйстве полимеры применяются повсеместно: системы полива и дренажа, укрывные плёнки и нетканые материалы, мульчирующие плёнки, тепличные комплексы, а также в создании  условий для содержания животных и изготовления биодобавок в корма. Особое внимание было уделено инновационным направлениям: наноагрохимикатам, «умным» удобрениям и биоудобрениям.

А.Б. Шиповская подробно остановилась на полиакриламиде, одном из ключевых направлений исследования кафедры. Этот полимер используется для очистки воды: процесс флокуляции и седиментации позволяет эффективно отделять взвешенные частицы. Другое перспективное применение – аквагрунт. Технология применяется как в промышленных масштабах, так и в домашнем цветоводстве.

Особый интерес представляют биополимерные наночастицы на основе природного полимера – хитозана. Анна Борисовна объяснила, что хитозан обладает уникальной способностью к изменению объёма, а его биологическая активность многогранна: антимикробное действие, иммуностимуляция, антиоксидантные свойства.

«Если превратить молекулу хитозана в наночастицу, её эффективная поверхность возрастает многократно», – отметила лектор. Такие наночастицы используются в качестве нанобиостимуляторов роста растений, наноудобрений и нанопестицидов с контролируемым высвобождением.

Заслуживают внимания данные о влиянии наночастиц хитозана на фитопатогены. Как показали исследования, представленные на слайдах, обработка семян гороха и пшеницы композитами CS-L-AspA и CS-D-AspA приводит к повышению всхожести на 11–22% и увеличению проростков на 13–22% по сравнению с контролем. Кроме того, водные дисперсии этих наночастиц подавляют рост грибов рода Fusarium, Trichoderma и других фитопатогенов.

Важное преимущество: такие наночастицы безопасны для человека и окружающей среды. Они предлагают новый механизм действия, решающий проблему резистентности патогенов к традиционным пестицидам, и при этом быстро разлагаются, не оставляя вредных остатков.

Представленные результаты исследований продемонстрировали, что фундаментальные  разработки имеют прямой выход в практику – от очистки воды и «умного» земледелия до высокотехнологичных методов диагностики.

Школьники узнали о современных научных трендах и получили возможность задать вопросы учёным, которые сами создают эти технологии.

Читайте новости Саратовского университета в MAX. Подписывайтесь на канал Минобрнауки России в MAX.