В последние двадцать лет коллектив ученых из Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна занимается уникальными междисциплинарными исследованиями, рассматривая рост растений сквозь призму нанотехнологий. Их работы открывают новые горизонты для сельского хозяйства и рекреации в заполярных регионах страны. Применение новейших наноматериалов в составе субстратов, используемых вместо почвы, позволило существенно повысить устойчивость растений к экстремальным погодным условиям, а также усилить их защиту от вредителей и болезней.
Вторая жизнь текстильных отходов: экологичный курс
В процессе переработки натуральных и химических волокон текстильной промышленности накапливается множество отходов, существенно нагружающих окружающую среду. Российские специалисты предложили радикальное решение этой проблемы: добавлять отходы волокон в состав композитных материалов для выращивания растений. «Мы реализовали инновационный метод, где пригодившиеся в производстве остатки становятся наполнителем для искусственного субстрата, используемого в качестве питательной среды», — рассказывает Наталья Свердлова, доцент кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов имени А. И. Меоса.
Ближе к северному сиянию — урожаи для Арктики
Благодаря технологиям СПбГУПТД, выращивание овощей в суровом климате Крайнего Севера становится реальным и рентабельным. Благодаря созданию искусственных климатических зон с применением новых субстратов обеспечивается полноценное питание населения Арктики свежими продуктами, что раньше казалось невозможным. Такой субстрат сокращает период вегетации и препятствует распространению пыли, делая микроклимат на объектах не только более комфортным, но и безопасным.
Ученые также предлагают использовать рекреационные блоки с растениями на искусственных субстратах в жилых и рабочих помещениях северных городов. Это позволяет поддерживать оптимальный уровень влажности, кислородный баланс, а также контролировать бактериальную нагрузку поверхности субстрата.
Космические и подводные перспективы искусственных субстратов
Новые волокнистые субстраты способны решать задачу создания уюта и природного баланса даже в экстремальных условиях: на борту подводных лодок и космических станций. За счет поддержания микроклимата и насыщения воздуха необходимыми веществами, такие материалы важны для здоровья и комфорта экипажей, находящихся вдали от Земли.
Вторая жизнь для кофейной гущи и листвы
В качестве наполнителей для новых композитов ученые предлагают использовать не только текстильные обрезки, но и бумажные отходы, опавшие листья и даже кофейную гущу. «Это дает нам возможность производить искусственные субстраты для выращивания не только овощей, но и газонной травы, грибов, а также декоративных растений, что, без сомнения, принесет значительную экологическую и экономическую пользу», — отмечает Людмила Штягина, доцент кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов имени А. И. Меоса.
Реализация такой концепции позволяет не только существенно снизить объемы отходов, попадающих на полигоны, но и формирует условия для расширения ассортимента выращиваемой продукции, адаптируя сельское хозяйство к условиям Крайнего Севера.
Опыт и достижения: двадцать лет инноваций
Долгосрочная научно-практическая деятельность сотрудников университета вылилась в многочисленные патенты и более сотни статей в научных изданиях. Их открытия доказали, что применение искусственных композитных волоконных субстратов может не только улучшить экологическую ситуацию, но и стать рациональным способом утилизации промышленных отходов.
Исследования ученых СПбГУПТД создают предпосылки для более широкого внедрения циркулярной экономики и открывают перспективу устойчивого развития северных территорий.
Мультидисциплинарные решения для Арктики и полярной медицины
Помимо уникальных почвенных инноваций, кафедра имени А. И. Меоса активно занимается созданием светящихся оптоволоконных тканей, нашедших применение, в частности, в медицинских учреждениях полярных регионов для терапевтического освещения и повышения качества жизни пациентов. Также на базе университета разработаны современные композиты из фторопласта, в которых можно хранить агрессивные жидкости, а исследования по новым тепло- и термозащитным материалам позволяют существенно повысить энергетическую эффективность северных зданий и техники.
Образованные научные кластеры, в которых каждый из членов команды, включая Наталью Свердлову и Людмилу Штягину, вносит весомый вклад, подтверждают значимость вклада российского образования и науки для адаптации к быстро меняющимся климатическим условиям.
Новаторские подходы Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна, реализуемые при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, содействуют не только освоению новых территорий, но и формированию устойчивого, экологически безопасного будущего как для Арктики, так и для других экстремальных регионов планеты.
Источник: scientificrussia.ru
