Российские ученые исследуют устойчивость нетканых материалов к биодеградации
Сотрудники кафедры общей экологии и гидробиологии биологического факультета МГУ на XVII Всероссийском фестивале «НАУКА 0+" продемонстрировали результаты летней экспедиции и экопроекта «СевМорСубботник» на Баренцевом море. Одной из задач ученых было исследование устойчивости нетканых материалов Холлофайбер® производства компании «Термопол» к бактериальному воздействию в реальных природных условиях.
«Наши исследования биодеградации демонстрируют крайне сложную систему взаимодействий между химическими текстильными компонентами и элементами экосистемы, такими как бактерии, грибы, микроводоросли и более сложно организованные жизненные формы. Эти взаимосвязи изучены слабо, зачастую бывает сложно выявить роль каждой формы в естественных условиях. На состояние полимеров могут воздействовать также абиогенные факторы внешней среды, такие как солнечный свет или гидрохимические показатели», — комментирует предварительные результаты исследования руководитель проекта Олеся Ильина.
В ходе экспедиции были собраны полевые материалы. Образцы Холлофайбер® и других синтетических полимеров, в частности пленочных полиэтилена и полиэтилентерефталата (ПЭТФ), экспонировались в естественных условиях в морской среде. Далее образцы сохранялись в живом и фиксированном виде, с их поверхности делались посевы бактерий и грибов.
Выделенные организмы тестируются на способность к биоразложению пластика. Особые надежды исследователи возлагают в этом плане на грибы: их ферментативный аппарат более лабилен, они обладают более широкими возможностями для приспособления к питанию разными субстратами, в сравнении с бактериями.
Помимо живых
Динамика биообрастания волокон Холлофайбер® и пленочных материалов различается, что очевидно даже по предварительным наблюдениям. На матах из нетканого волокна формируются локальные скопления водорослей, относящихся к малому количеству видов, преимущественно бурых водорослей, а также скопления колониальных бактерий.
На пленочных материалах развиваются более сложные и разнообразные водорослевые и бактериальные сообщества. Биомасса обрастаний, формирующихся на нетканом волокне, в целом больше, чем на пленочных материалах, но это связано главным образом с самой текстурой микроволокон, имеющих трехмерную структуру и задерживающих водные микроорганизмы подобно фильтру.
Исследователи предполагают, что по итогам работы они смогут сравнить разные типы полимерных материалов по таким параметрам, как стойкость к биологическим и атмосферным воздействиям, способность служить субстратом для биообрастания, биоинертность.
Для подтверждения гипотезы о биоинертности Холлофайбер® потребуются дополнительные лабораторные исследования с культивированием
Очевидно, что биоинертность будет все больше стимулировать сбор и переработку (в том числе многократную, «полирециклинг») текстильных отходов. Однако именно здесь таятся главные загадки, связанные с наличием (и постоянным возрастанием!) доли вторичных и переработанных компонентов. Более того, актуализируется вопрос не только бактериального воздействия на волокна и материалы, но и их реверсивного воздействия на среду с учетом естественных природных и программируемых человеком факторов.
Развитие технологий все более ставит вопросы биоустойчивых отечественных материалов с расширением применения в гидропонических основах, аквафильтрах, в пчеловодстве, сельском хозяйстве, дорожном строительстве.
Полученные данные проецируются и коррелируются на медицинские испытания материалов Холлофайбер®, их применение в раневых покрытиях, пластырях, перевязочных и кровоостанавливающих изделиях и пр.
На фестивале «НАУКА 0+" ученые также отметили проблему загрязнения окружающей среды микропластиком, подходы к изучению которого также не определены, а размерность вызывает споры в научной среде. Проекты реализуются исследователями биологического факультета МГУ совместно с коллегами из Института океанологии РАН им.