Ползуновский ВЕСТНИК

КУЛЬТИВИРОВАНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОЙ НАНОЦЕЛЛЮЛОЗЫ НА ПОЛУСИНТЕТИЧЕСКОЙ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ФУНКЦИОНАЛИЗАЦИИ

Анастасия Александровна Зенкова — 2025-06-23

Древесина является ценным источником целлюлозы, для современных инновационных производств из неё получают нанофибриллированную целлюлозу. В качестве альтернативного источника растительной наноцеллюлозы может рассматриваться бактериальная наноцеллюлоза, которая синтезируется микроорганизмами. Её преимуществом является отсутствие в составе лигнина, пектинов, гемицеллюлоз. Целью данной работы являлась сравнительная оценка удельной эффективности биосинтеза бактериальной и растительной целлюлозы, для чего была произведена наработка объёма гель-плёнок бактериальной наноцеллюлозы в лабораторных условиях, достаточного для дальнейшей функционализации, например, нитрованием. В данной работе для получения бактериальной наноцеллюлозы использовали полусинтетическую питательную среду и симбиотический продуцент Medusomyces gisevii Sa-12, культивирование проводили в климатической камере Binder объёмом 400 дм³. В результате установлено, что за один цикл в лаборатории возможно получить от 9,7 до 16,1 г абсолютно сухой бактериальной наноцеллюлозы. Прирост древесины в умеренной полосе России в год составляет 0,60 т/га, тогда теоретически, если принять массовую долю целлюлозы в древесине 50 %, с 1 м²за год можно получить 0,03 кг целлюлозы (если не учитывать производственные потери). Полезная площадь климатической камеры Binder, которую можно использовать для стационарного культивирования бактериальной наноцеллюлозы, составляет 0,79 м², таким образом с 1 м²за год в лабораторных условиях, с учетом продолжительности культивирования 14 суток, возможно получить 0,53 кг сухой бактериальной наноцеллюлозы – это в 17,7 раз эффективнее, чем биосинтез целлюлозы древесины. Установлено, что лиофильно высушенная бактериальная наноцеллюлоза пригодна для получения наноразмерных нитратов.

ИССЛЕДОВАНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ДРЕВЕСНО-ВОЛОКНИСТОГО КОМПОЗИТА

Снежана Александровна Хапёрских — 2025-06-23

В статье исследован показатель шероховатости поверхности древесно-волокнистого материала на основе шпона дуба. Для сравнительной характеристики показателей использованы образцы стандартного и модифицированного шпона раствором низковязкого эластомера с использованием этиленпропилендиенового каучука, растворенного в ароматическом углеводороде – тетрахлорметане. Проведены исследования показателя шероховатости поверхности стандартного и модифицированного шпона согласно ГОСТ 7016-2013 с использованием оптического профилометра. Качественно проанализированы профилограммы образцов, результатом чего выявлена неоднородная сегментация поверхности шпона, что обусловлено природой материала и его строением. Анализ полученных значений по шероховатости проведен по среднему арифметическому отклонению профиля (Ra). Результатом статистической обработки полученных данных является незначительное снижение показателя шероховатости (~5 %) модифицированного образца относительного исходного, что указывает на отсутствие влияния пропитки на основе эластомера определенной концентрации на будущие адгезионные свойства ДВК при склеивании пакета.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРОФАЗООБРАЗОВАНИЯ В АКТИВИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ СМЕСЯХ TI-AL ПРИ ЭКСТРЕМАЛЬНОМ ТЕРМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Валерий Юрьевич Филимонов — 2025-06-23

В представленной работе проведено изучение процессов структурообразования в предварительно механоактивированных порошковых смесях составов Ti + Al, Ti + 3Al в условиях ударно-волнового воздействия. На первой стадии исследования порошковые смеси подвергались механической активации в шаровой мельнице «Активатор-2SL». На второй стадии полученные механокомпозиты были подвержены термическому воздействию в режимах низкотемпературного спекания и теплового взрыва. На третьем этапе полученные прекурсоры подвергались ударно-волновому воздействию. Установлено, что в результате реализации третьего этапа структурное состояние смеси существенно зависит от режимов термического воздействия на исходные механокомпозиты. При этом в полученных продуктах можно выделить два предельных структурных состояния – от полной аморфизации до полной кристаллизации. Последнее может определяться степенью стабильности кристаллических решеток в результате механоактивации и термического воздействия. Полученные результаты могут дать возможность управления структурно-фазовым состоянием продуктов детонационно-газового напыления, что может быть важным с точки зрения технологий нанесения защитных покрытий.

ПОЛУЧЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОЙ НАНОЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ РАЗЛИЧНОГО ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

Анастасия Александровна Зенкова — 2025-06-23

Бактериальная наноцеллюлоза является биополимером, её уникальность заключается в том, что она имеет очень тонкую трёхмерную структуру, отличную газопроницаемость, высокую прочность, биосовместимость. Бактериальная наноцеллюлоза не содержит пектина, гемицеллюлоз и лигнина. Применяется бактериальная наноцеллюлоза в пищевой, фармацевтической, текстильной, промышленности в биомедицине и биоэлектронике. Производство бактериальной наноцеллюлозы является дорогостоящим, замена классических питательных сред на ферментативные гидролизаты из целлюлозосодержащего сырья может способствовать снижению цены конечного продукта. В данной работе было использовано легковозобновляемое целлюлозосодержащее сырьё: тростник, суданская трава (выращивают в агропромышленном масштабе), мискантус (техническая культура), шелуха овса (отходы производства геркулеса), водяной гиацинт (выращивают для очистки воды в закрытых водоемах), лён, конопля. В ходе работы был проанализирован химический состав целлюлозосодержащего сырья без химической предварительной обработки, и полученных субстратов после щелочной делигнификации. Затем все полученные образцы подвергали ферментативному гидролизу. Полученные данные показали, что химическая предварительная обработка повышает содержание целлюлозы в 2-3 раза, за счёт чего повышается реакционная способность субстратов к ферментативному гидролизу в 1,6-23,0 раза. Выход бактериальной наноцеллюлозы из ферментативных гидролизатов на основе субстратов: тростника - 5,7 %, суданской травы - 3,1 %, мискантуса сорта Сорановский - 9,7 %, мискантуса сорта КАМИС - 3,0 %, шелухи овса - 4,9 %, водяного гиацинта - 10,7 %, костры конопли - 5,3 %.

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИИ НА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ НАПОЛНЕННОГО ТЕХНИЧЕСКИМ УГЛЕРОДОМ ЭЛАСТОМЕРА МЕТОДОМ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ

Наталья Николаевна Минакова — 2025-06-23

Полимерные композиционные материалы применяются в изделиях различного назначения. Выполнение заданных функций требует широкого спектра электропроводности. Прогнозирование величины объемного электрического сопротивления затруднено из-за многокомпонентной структуры материалов. Поэтому актуален поиск инструментария для оценки электропроводности материалов, позволяющего реализовывать целенаправленный подбор характеристик под область применения. Рассматриваются наполненные техническим углеродом эластомеры, величина объемного электрического сопротивления которых формируется за счет исходных компонентов и технологии изготовления. Технологический процесс определяет комплекс параметров, которые в разной степени влияют на формирующуюся структуру. Изучалась возможность оценки влияния технологии на объемное электрическое сопротивление и его разброс в серии изделий. Предложен подход к оценке закономерностей изменения величины объемного электрического сопротивления по изображениям макроструктуры сканирующего микроскопа композиционного материала при изменении параметров технологического цикла. Подход основан на методе локальных бинарных шаблонов. Показана корректность применения изображений структур сканирующего микроскопа для оценки величины объемного электрического сопротивления наполненных техническим углеродом эластомеров в зависимости от технологического параметра (величины давления при вулканизации). Сделан вывод о том, что динамику объемного электрического сопротивления с помощью сравнения гистограмм изображений структур материалов лучше отражает метод хи- квадрат (χ²) по сравнению с методом пересечений.