Новые материалы для устойчивого развития: главные исследования плехановских химиков в 2024 году

В Лаборатории «Перспективные композиционные материалы и технологии» Плехановского университета выполняются прикладные научные исследования и воплощаются стратегически важные для страны проекты. Это один из ведущих отечественных и мировых центров в области материаловедения. В условиях стремительного развития технологий Лаборатория становится важным игроком на международной арене, предлагая решения, способствующие модернизации как промышленных, так и научных процессов. 

В 2024 году коллектив Лаборатории достиг значительных результатов в прикладных исследованиях и открыл новые горизонты международного сотрудничества, утверждая свой статус в глобальной научной системе. Так, под руководством заведующей лаборатории, к.х.н. Елены Масталыгиной учёные создали композиционный материал с ускоренным биоразложениям и повышенной термостабильностью. Изделие содержит биоразлагаемый полиэфир с 5-20% гликолурила, который используется в качестве добавки к лакокрасочным материалам, а также в качестве средства для борьбы с образованием слизи в целлюлозно-бумажной промышленности. Согласно исследованиям, материал обладает не только повышенными механическими характеристиками, но оптимальной вязкостью расплава и термостабильностью до 270 °C, что позволяет получать на его основе изделия с применением различных технологий.  На результат интеллектуальной деятельности получен патент. 

«Современная наука является движущей силой прогресса и основой устойчивого развития. Коллектив учёных лаборатории «Перспективные композиционные материалы и технологии» Плехановского университета выполняет стратегически важную задачу укрепления технологического суверенитета страны, используя передовые методы анализа и экспериментальные технологии. Лаборатория активно сотрудничает с коллегами-учёными и промышленными предприятиями, обеспечивая интеграцию науки и практики», — отмечает ректор РЭУ им. Г.В. Плеханова Иван Лобанов. 

Совместные исследования проведены с коллективом учёных из Федерального исследовательского центра химической физики им. Н.Н. Семенова РАН и Институтом биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН.  Учёными разработаны и исследованы новые перспективные нетканые волокнистые материалы на основе полилактида и озонида оливкового масла, обладающие повышенной эластичностью и антимикробной активностью. Полученные пленки могут быть рекомендованы для использования в медицине для производства перевязочных, шовных материалов, одноразовых масок, костюмов и простыней. 

Успехи химиков значительны и на международном уровне: совместно с коллегами из Китая и Ирана коллектив лаборатории разработал термопластичный композиционный материал на основе полиэтилена низкого давления и растительного наполнителя с добавлением порошка из резиновых отходов, который  может быть использован в строительстве и автомобилестроении. Использование отходов при производстве позволяет плехановским учёным внести свой вклад в устойчивое развитие и сохранение окружающей среды. Также совместно с иранскими учеными проведено исследование по замене токсичных карбамидформальдегидных (синтетических) смол на смесь из био-эпоксидных смол с хитозаном (аминополисахарид, полученный из панцирей ракообразных) для производства древесноволокнистых плит. Разработанные составы позволяют повысить прочность и модуль упругости при растяжении. 

Ещё один полимерный композиционный материал из древесных отходов разработан совместно с коллегами из НИТУ МИСИС, ИБХФ РАН и учёными из Бразилии. Исследования показали: материал является биоразлагаемым и обладает оптимальной совокупностью потребительских характеристик, что обуславливает высокий потенциал его внедрения в промышленность.

По коммерческому заказу ООО «Полимер» коллектив лаборатории под руководством ведущего научного сотрудника, д.х.н. Анатолия Ольхова успешно выполнил научно-исследовательскую работу по теме «Разработка плёночного композиционного материала на основе хитозана». По ее результатам созданы инновационные биоразлагаемые материалы на основе поликапролактона — биоразлагаемого полиэстра с низкой температурой плавления около 60 °C и температурой стеклования около -60 °C — и хитозана, из которых получены плёночные изделия методом экструзии (выталкивания).  

На основе полимолочной кислоты и наноразмерных частиц сульфата меди плехановские учёные разработали антимикробные биоразлагаемые материалы. В работе предложен способ введения сульфата меди (II) в пленку из полимолочной кислоты путем силовой импрегнации раствора соли по механизму крейзинга. Введение добавки оказывает не только противомикробный эффект на патогенные микроорганизмы, но и армирующий (эффект укрепления и защиты) на полимерную матрицу при испытаниях на растяжение. В результате прочность материалов увеличивается 2.5 раза. Научная работа опубликована в издании «Коллоидный журнал».   
Новые биоразлагаемые нетканые волокнистые матрицы разработаны коллективом лаборатории совместно с ИБХФ РАН на основе полилактида и натурального каучука. Созданные материалы стимулируют рост и развитие культурных сельскохозяйственных растений, например, базилика пурпурного в течение вегетационного периода. В процессе гидролитической и ферментативной деградации полимерной матрицы образуются органические соединения, которые обеспечивают дополнительное питание для растений. Полученные нетканые волокнистые материалы рекомендованы для использования в качестве ускорителей и стимуляторов роста различных сельскохозяйственных культур.   

Поздравляем учёных РЭУ им. Г.В. Плеханова с блестящими достижениями и желаем новых научных свершений в 2025 году!