Версия для слабовидящих: Вкл Выкл Изображения: Вкл Выкл Размер шрифта: A A A Цветовая схема: A A A A

Лаборатория перспективных химических технологий

  

Лаборатория создана в 2016 году.

 

Сотрудники:

  • Годымчук Анна Юрьевна, заведующий лабораторией, кандидат технических наук.
    Основное место работы: доцент кафедры наноматериалов и нанотехнологий Томского политехнического университета,  по совместительству ведущий эксперт кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТЦ «МИСиС», godymchuk@mail.ru. Область научных интересов: (эко)токсикология высокодисперсных систем, физико-химия наноматериалов, гетерофазные реакции с участием наноразмерных частиц.

  •  Косова Наталья Ивановна, ведущий научный сотрудник, кандидат химических наук.
    Основное место работы: старший научный сотрудник Лаборатории Трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины Томского государственного университета, по совместительству научный сотрудник сибирского научно-исследовательского института сельского хозяйства и торфа - филиал федерального государственного бюджетного учреждения науки сибирского федерального научного центра агробиотехнологий российской академии наук (СибНИИСХиТ–филиал СФНЦА РАН), kosovanatalia@yandex.ru. Область научных интересов: композиционные материалы, новые функциональные материалы, сплавы, редкие и редкоземельные металлы, глубокая переработка торфа, меллиорант и сорбент на основе торфа, биосферно совместимые препараты, биостимуляторы на основе гуматов.

  

Проекты лаборатории:

  1. Разработка агрегативно-устойчивых бактерицидных суспензий металлических наночастиц широкого действия. Поддержание санитарно-гигиенического и противоэпидемического режимов в различных условиях осложнено недостатком финансирования и адаптацией патогенных штаммов к традиционно используемым дезинфектантам. Настоящий проект направлен на создание набора бактерицидных суспензий наночастиц металлов, обладающих повышенной бактерицидной активностью по отношению к штаммам, резистентным к традиционным антисептическим средствам и дезинфектантам, Escherichia coli (кишечная палочка, грамотрицательная бактерия) и Staphilococcus aureus (золотистый стафилококк, грамположительная бактерия). В проекте изучается влияние кислотно-основных условий на адсорбционные, дисперсионные и электрокинетические свойства электровзрывных наночастиц Zn, Сu, Ni, Ag и Al, стабилизированных ионогенными  и неионогенными ПАВами в водных суспензиях с применением методов рН-метрии, адсорбции индикаторов Гамета, электронной микроскопии, ИК-спектроскопии, лазерной дифракции, динамического рассеяния света, биолюминесценции. Прикладная ценность проекта заключается в выявлении оптимального соотношения параметров: размер дисперсной фазы и электроповерхностные свойства промышленных металлических наночастиц, стабилизированных  ионогенными и неионогенными ПАВ, для достижения максимальной биодоступности по отношению к патогенным бактериям. 

  2. Разработка высокоэффективных антимикробных фармацевтических субстанций на основе наночастиц металлов для потребностей медицины и ветеринарии. Целью настоящего Проекта является решение одной из актуальных задач современной гуманной медицины и ветеринарии -  создание нового класса фармацевтических субстанций с высокой бактерицидной активностью, эффективных в отношении широкого спектра аэробных и анаэробных патогенных микроорганизмов, в том числе штаммов, резистентных к традиционным антимикробным препаратам, а также возбудителей нозокомиальных инфекций. При выполнении заданий Проекта будут разработаны и реализованы протоколы коллоидно-химического синтеза водных дисперсий наночастиц серебра, золота, меди, железа, висмута разного размера и определены их основные физико-химические параметры. Синтезированные наночастицы металлов будут охарактеризованы в тестах in vitro и in vivo по критериям биобезопасности  на основе показателей цитотоксичности, мутагенности, генотоксичности, биохимических маркеров. Для разработки антимикробных фармацевтических субстанций будут отобраны только наночастицы металлов, охарактеризованные на основе проанализированных показателей как потенциально безопасные для организма человека и животных. В тестах in vitro и in vivo (на моделях инфекционных заболеваний лабораторных животных) будет изучена антимикробная активность синтезированных наночастиц в отношении широкого спектра аэробных и анаэробных патогенных микроорганизмов - как тестовых, так и клинических изолятов возбудителей, в том числе штаммов, резистентных к традиционным антимикробным препаратам. 

  3. Разработка и создание экспрессных биосенсорных анализаторов для скрининга уровня загрязнения объектов окружающей среды органическими и неорганическими поллютантами. При выполнении данного Проекта на основе исследований характера отклика высокоспецифичных бактериальных штаммов микроорганизмов на присутствие поллютантов органической и неорганической природы будет разработан ряд сенсорных элементов портативных биосенсорных анализаторов для экспрессного анализа состояния воды, почв сельскохозяйственного назначения, а также качества сельскохозяйственной продукции по уровню загрязненности органическими и неорганическими поллютантами. Основные преимущества разрабатываемых биосенсорных анализаторов: высокий уровень чувствительности к биотоксичным поллютантам, отсутствие сложной пробоподготовки, портативность, возможность использования в полевых условиях, экспрессность (время анализа не превышает 20-30 мин), экономичность, отсутствие потребности в высококвалифицированном персонале. 

  4. Изучение кинетики растворения, агрегации и биологических свойств для определения степени опасности металлсодержащих наночастиц. Определение степени опасности металлсодержащих нанопорошков, как нового класса поллютантов, является актуальной задачей. Настоящий проект направлен на разработку модели определения степени опасности металлических наночастиц с учетом растворимости и агрегации в клеточных средах на примере электровзрывных металлических нанопорошков Cu, Zn, Ni, Al, W, Fe. Экспериментально изучаются кинетика и термодинамика гетерофазных физико-химических превращений в системе «частица-раствор» и определяется влияние степени и скорости деградации металлсодержащих наночастиц (растворения и агрегации) на интегральную токсичность по отношению к простейшим организмам и растениям из ряда сред «водная среда-биосреда-почва». 

  5. Физико-химические закономерности формирования высокопрочных сплавов, полученных из гидридов редких и редкоземельных металлов. В металлургии редкоземельные металлы (РЗМ) используются для получения сплавов цветных металлов. Такие материалы находят применение в первую очередь в военно-промышленном комплексе и авиационно-космической отрасли. Проект направлен на установление влияния добавок РЗМ на физико-механические свойства сплавов (предел длительной прочности, твердость сплава, ударопрочность, вязкость и коррозионную стойкость, а также исследование физико-химических закономерностей формирования сплавов РЗМ. 

  6. Биосферносовместимые препараты на основе гуматов, используемые в агробиотехнологиях. Изучение технических, физико-химических свойств природных многокомпонентных, высокомолекулярных систем, имеющих в своем составе различные органические соединения, каким является торф, находит широкое применение. Проект направлен на изучение общетехнических свойств торфа (зольность, влажность, степень разложения, ботанический состав, кислотность) и химических свойств торфа (содержание подвижных форм азота, фосфора, калия – основных элементов питания растений) для использования и применения для рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродктами, а также очистки водной поверхности от разливов нефти. 

  7. Диспергирование промышленных наночастиц для создания агрегативно-устойчивых суспензий с заданными физико-химическими и реологическими свойствами. Применение нанопорошков в медицине, лакокрасочной, керамической и других отраслях ограничивается отсутствием методов и подходов к управлению их свойствами в процессе приготовления суспензий и золей с заданными физико-химическими и реологическими свойствами. Настоящий проект направлен на подбор оптимальных кислотно-основных условий для создания одновременной стерической и электростатической стабилизации наночастиц в водном растворе при адсорбции низкомолекулярных ПАВ. Исследуется адсорбция ионогенных и неионогенных низкомолекулярных ПАВ поверхностью плазмохимических наночастиц ZnO, Al2O3, ZrO2, Y2O3, TiO2 в зависимости от уровня рН, ионной силы и функциональности ПАВ, концентрации, степени агрегации и электрокинетических свойств наночастиц.

 

Инициативное сотрудничество:

  • Национальный исследовательский Томский политехнический университет, кафедра наноматериалов и нанотехнологий (http://tpu.ru/today/tpu-structure/instituty-fakultety-kafedry/ifvt/nmnt/)

  • НИТУ «МИСиС», кафедра функциональных наносистем и высокотемпературных материалов (http://misis.ru/about-university/struktura-universiteta/instituty/inmin/organizacionnaj-struktura/kafedra-FNSiVTM)

  • Институт биоколлоидной химии имени Ф.Д. Овчаренко, отдел коллоидной технологии природных систем, Киев, Украина (http://ibcc.nas.gov.ua/)  

  • Национальный исследовательский Томский государственный университет, Лаборатории Трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины (http://lcr.tsu.ru/biomedicin) 

  • Норвежский институт общественного здравоохранения (НИОЗ), г. Осло, Норвегия (http://www.fhi.no/eway/?pid=240)

  • Монреальский университет, Лабораторию биофизики и химии окружающей среды, Монреаль, Канада  (https://www.webdepot.umontreal.ca/Usagers/wilkinsk/MonDepotPublic/en/index.htm)

  • Королевский технологический институт, кафедра коррозии и поверхности, Стокгольм, Швеция (http://www.kth.se/en/che/divisions/surfcorr)

  • Филиал федерального государственного бюджетного учреждения науки сибирского федерального научного центра агробиотехнологий российской академии наук (СибНИИСХиТ–филиал СФНЦА РАН) (http://www.sibniit.tomsknet.ru).

Положение о лаборатории перспективных химических технологий