Российские ученые провели исследование механизма разрушения в почве биополимеров

28 марта 2012 в 10:44

Сейчас много внимания уделяется созданию биополимеров, которые в окружающей среде разрушаются микроорганизмами до безвредных продуктов

 

 

 

Большинство исследований, посвященных разрушению биополимеров, по которым уже опубликованы научные статьи, проведено в лабораторных условиях. А вот как процессы разложения «материала будущего» протекают в естественной, природной среде, во многом оставалось загадкой. Коллектив российских ученых из нескольких организаций — Института биофизики СО РАН, Сибирского государственного университета, Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Института физики им. Л. В. Киренского СО РАН — восполнил этот пробел: провёл исследования биоразрушения полигидроксиалканоатов (ПГА) в почве под действием микроорганизмов.

Сначала ученые синтезировали ПГА при помощи микроорганизмов, в биотехнологическом процессе. Известно, что определенные бактерии способны в ходе своей жизнедеятельности синтезировать и накапливать эти полимеры в клетках. Затем культуру, содержащую наполненные полимером бактериальные клетки, центрифугировали, полимер экстрагировали из биомассы органическими растворителями, ПГА осаждали и отфильтровывали.
Исследователи выделили микроорганизмы, способные разрушать ПГA, а также изучили способность к разложению полимеров в зависимости от структуры их молекул и температуры окружающей среды.
В ходе эксперимента, длившегося в течение двух полевых сезонов с промежутком в 3 года, полимерные диски помещали в почву под корни различных деревьев примерно на 3 летних месяца. В это время ученые изучали динамику изменения массы полимерных образцов и выяснили, что влияет на процесс разрушения ПГА. Один из таких факторов — химический состав полимера: быстрее разлагались полиэфиры с гибридными (химики называют их сополимерными) молекулами, большему разрушению подвергалась аморфная фаза полимеров по сравнению с кристаллической. Также степень и скорость распада органических полимеров оказались зависимыми от места размещения образцов в почве: в более влажной и более населенной микроорганизмами почве, под лиственницей, разрушение обоих типов ПГА происходило активнее, чем под березой.
В целом численность микробов на поверхности полимерных дисков была на несколько порядков выше по сравнению с титром контрольной почвы. Это указывает на то, что на самом полимере поселились колонии микроорганизмов (бактерий и грибов), питающиеся именно полимерным субстратом, а не почвенными веществами. Кроме того, ученые определили качественный и количественный составы микроорганизмов — деструкторов биопластиков и зафиксировали изменение видового состава колоний на полимере с течением времени.
Эти данные позволяют глубже понять, какие факторы влияют на биоразрушение ПГА в почвах, что поможет расширить использование данных полимеров в производстве саморазрушающихся бытовых изделий.
В перспективе результаты исследования о микробных полимерах могут найти и другое, совершенно новое применение. В полимерную основу можно включать биологически активные вещества, например гербициды или инсектициды. Они будут выделяться в окружающую среду не разово, в момент внесения в почву, а дозировано, по мере разрушения полимерной структуры. Это позволит поддерживать определённый уровень нужного вещества в природе на протяжении длительного времени.

 

Unipack, foodretail.ru

 

 

 
Опубликовано: Теги: Россия, полиэфиры, ПГА, микроорганизмы, лиственница, инсектициды, грибы, гербициды, биоразрушение, биополимеры, береза, бактерии

В ленту раздела Новости науки | Обсудить тему на форуме

ООО «Издательство Агрорус»
+7 (499) 500-10-84
119590, город Москва, ул. Минская, 1Г, корп. 1, офис 19
ООО «Издательство Агрорус»

Популярное

Уникальные акульи зубы с 20-ю элементами исследовали 40 лет

Уникальные акульи зубы с 20-ю элементами исследовали 40 лет

21.02.2018 | 06:15

Ученые России и Белоруссии описали ранее неизвестный вид древних акул с зубами, состоящими из более двадцати вершин и разветвленной системой внутризубных каналов

Муравьи умеют лечить раненых собратьев

Муравьи умеют лечить раненых собратьев

17.02.2018 | 07:00

Ученые сняли на видео работу муравьиных «санитаров»



Комментарии (0)