Лаборатория 3D печати функциональных наноматериалов

Научные результаты:

За время существования лаборатории, коллектив ученых добился обширных результатов в исследовании функциональных наноматериалов и их использования для аддитивных технологий. 

В результате проведенных исследований разработан метод получения углеродных наноточек на поверхности нанокристаллической целлюлозы, способных флуоресцировать в видимом диапазоне электромагнитного спектра, полученные материалы могут быть использованы для получения сенсоров и сорбентов с регистрируемым оптическим откликом во время эксплуатации системы.

Разработана усовершенствованная гидрогелевая ранозаживляющая повязка на основе желатина и нанокристаллической целлюлозы, модифицированной углеродными точками, для получения оптического ответа во время эксплуатации изделия, обладающая антибактериальными свойствами без использования лекарственных препаратов.

Получена простая в использовании, не требующая специального оборудования тест-система для обнаружения бактерий на основе наночастиц магнетита с возможностью программного или визуального анализа.

Разработан биокомпозит, содержащий наночастицы оксида алюминия, способствующий восстановлению кожи после ожогов и лечению атрофических рубцов.

Разработаны подходы по получению оптически активных сенсоров на основе нанокристаллической целлюлозы чувствительных к изменению рН, для включения их в интеллектуальную упаковку для детекции процессов порчи продуктов, перспективных в области пищевых биотехнологий.

Полученные результаты были опубликованы в рецензируемых научных изданиях, и получили высокое признание от научного сообщества.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

• Организована современная лаборатория, специализирующейся на экструзионной 3D печати наноколлоидных чернил с заданными свойствами. Произведена закупка оборудования, в том числе вспомогательного, комплектующих и материалов для выполнения научных исследований, предусмотренных проектом, и формирования лаборатории, соответствующей мировым стандартам.
• Создана оригинальная исследовательская инфраструктура для академического развития, обучения и практики студентов и аспирантов, молодых специалистов, инженеров и технологов в области передовых тенденций современного материаловедения, с целью достижения критической массы знаний и их носителей, необходимых для промышленного освоения передовых технологий и материалов в РФ. Повышен уровень междисциплинарноcти в образовательном процессе Университета ИТМО с использованием инфраструктуры новой лаборатории.

Образование и переподготовка кадров:

• Организована и проведена в сотрудничестве с UofT двухдневная научная школа “BioPrint”, которая включала в себя лекции ведущих экспертов о последних достижениях в области биопечати и практические занятия в лаборатории. В ходе практики участники распечатывали ранозаживляющую повязку, обладающую чувствительностью к изменению pH среды и антибактериальным действием, а также распечатывали рисунок с микро- и наноархитектурой с помощью флуоресцентных чернил на основе красителя и использовали его для написания собственного сообщения. За 2020 и 2021 год в этих мероприятиях приняли участие более 100 человек.
• Членами научного коллектива был разработан научный курс для студентов по углубленному изучению 3D печати «Нано подходы/технологии для 3D печатных материалов (Nano approach of 3D printing materials)». Целью освоения дисциплины является получение знаний в области полимерной химии, биополимеров, условий и природы гелеобразования, основ реологии и характеризации полученных материалов, а также биоприменений 3D печати.
• Реализованы командировки сотрудников Университета ИТМО в Университет Торонто, для осуществления совместной научной работы и повышения компетенций научных кадров. 
• Успешно защищена диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук в лице Кривошапкиной Е.Ф. на тему: “Синтез и физико-химические закономерности формирования материалов на основе склеропротеинов и полисахаридов”, 
• Успешно защищена диссертация  на соискание ученой степени кандидата химических наук в лице Рыжкова Н.В. “Исследование физико-химических свойств рН-чувствительных полиэлектролитных слоев на поверхности металлов и полупроводников во внешних электромагнитных полях”, 
• Успешно защищена диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук в лице Фахардо А.Ф. “Регуляция жизнеспособности клеток млекопитающих в условиях воздействия наноструктур”.

Сотрудничество:

• Университет ИТМО  и Химико-биологический кластера (Россия): были проведены летние и зимние школы SWW, на которых студенты других российских ВУЗов приняли участие в исследованиях, проводимых в лаборатории. 
• Университет Торонто (Канада): проведены совместные исследования.