Центр исследования проблем микропластика (10)

Научные результаты:

В 2024 году научные исследования в рамках проекта были сосредоточены в основном на разработке теоретических моделей для частиц микропластика разного полимерного состава, на формировании пула модельных частиц микропластика на основе биодеградируемых и небиодеградируемых полимеров и на разработке протоколов выделения и идентификации модельных частиц микропластика из различных модельных сред (вода, почва, живые организмы).
В части компьютерного моделирования, которое предполагается использовать на следующих этапах для изучения микропластика на молекулярном уровне, были разработаны полноатомные теоретические модели биодеградируемых (полилактид, целлюлоза) и небиодеградируемых (полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиэтилентерефталат, поливинилхлорид, полиамид 6) полимеров.
На основе разработанных моделей была отработана методология построения полноатомных моделей частиц микропластика микрометрового и нанометрового размера.
В дополнение к полимерным частицам были разработаны полноатомные модели для различных классов низкомолекулярных загрязнителей (антибиотики, пестициды, полициклические ароматические углеводороды), для гуминовых кислот, являющихся одним из основных компонентов почв, и для фосфолипидных бислоев, традиционно рассматриваемых в качестве моделей клеточных мембран.
Помимо полноатомных моделей, были построены огрубленные теоретические модели для полимеров и низкомолекулярных загрязнителей, а также для частиц «состаренного» микропластика для последующего изучения «старения» полимерных частиц в результате фотоокисления в водной среде. Была сформирована база данных экспериментальных спектров частиц микропластика для построения моделей глубокого машинного обучения.
Наряду с методами компьютерного моделирования были также рассмотрены численные методы самосогласованного поля, с помощью которых было изучено формирование модельных частиц микропластика.
В части экспериментальных исследований был сформирован пул модельных частиц микропластика на основе полистирола, в том числе модифицированных органическим люминофором, на основе полилактида и целлюлозы.
Синтезированные полистирольные частицы были использованы для исследования структурных перестроек, возникающих под действием этих частиц в бислойных липидных мембранах, и для оценки биологической активности модельных частиц.
Также было изучено связывание полистирольных модельных частиц с высокомолекулярным загрязнителем (катионным полимером) и проанализировано влияние этого высокомолекулярного загрязнителя на свойства и биологическую активность полистирольных частиц.
Сформированный пул полистирольных модельных частиц разного размера (с флуоресцентными метками и без) был использован для отработки протоколов выделения и идентификации полимерных частиц из проб чистой воды, природной воды, донных отложений, почвы, биоматериалов, из матричной суспензии и из экспериментальных животных.
Был проведен подбор почв для проведения инкубационного эксперимента по оценке воздействия микропластика на микробиологическую активность и микробиом почв южной-таежной биоклиматической подзоны.
За счет внебюджетных средств в рамках проекта были проведены анализ и разработка оптимального состава биосырья для синтеза полиоксиалканоатов как альтернативы синтетическим полимерам на основе ископаемого углеводородного сырья.