Ученые ДВФУ исследуют полезные свойства растительных наноструктур
Остров.ру
В Научно-образовательном центре (НОЦ) нанотехнологий ДВФУ ученые исследуют фитолиты — микроскопические частицы опала в растениях. Полученные данные помогут ученым понять принципы формирования биоминеральных структур и использовать эти знания в развитии нанотехнологий, в промышленности и медицине.
— Наномир можно увидеть только под микроскопом, но это целый космос возможностей, — говорят специалисты НОЦ нанотехнологий и новых функциональных материалов ДВФУ. Изучение фитолитов — одно из интересных и важных направлений в науке.
— Почти каждому биологу известно, что в растениях содержатся фитолиты — мельчайшие частицы диоксида кремния, — говорит биохимик, кандидат биологических наук, научный сотрудник НОЦ нанотехнологий ДВФУ Игорь Памирский. — Само по себе в таком виде это вещество не уникально, это мельчайший песок. Но для науки представляют особый интерес секреты образования этих частиц. Мы полагаем, что принципы формирования этих структур могут найти широкое и разнообразное применение на практике, например для искусственного выращивания материалов с заданными свойствами — гибкостью, светопроницаемостью, ударопрочностью и т.д.
Как объяснил ученый, сейчас глубокие исследования только начинаются. Проводится скрининг — просмотр различных видов растений на предмет специфики содержащихся в них частиц опала. Среди «подопытных» — культурные растения (бобовые, злаковые), растения из специфических экосистем, например хвощи и даже грибы разных видов. Исследователь отметил, что в изучении биоминералов грибов у научной группы из ДВФУ есть приоритет. Также особенное внимание уделяется морским водорослям Приморского края.
— Наша цель — исследование не только фундаментальных процессов, но и практические разработки, которые можно будет использовать в жизни, — говорит Игорь Памирский. — Есть несколько отраслей применения этих знаний. Это микроэлектроника, где нужны эффективные и недорогие кристаллы, к которым предъявляются определенные требования. Эти разработки могут найти применение в производстве солнечных батарей (себестоимость синтетического кремнезёма для этой цели на сегодняшний день — от 150 долларов за грамм, т.е. значительно дороже золота!). Кремнезём активно используется и в космической отрасли. Если мы научимся получать с помощью растений кремнезём с заданными свойствами, то будет прорыв.
В эту группу исследователей-новаторов ДВФУ, изучающих вопросы биоминерализации, вместе с Игорем Памирским входят директор НОЦ нанотехнологий, профессор кафедры безопасности жизнедеятельности в техносфере Инженерной школы, заместитель директора по развитию Школы естественных наук ДВФУ Кирилл Голохваст, научные сотрудники Владимир Чайка и Александр Захаренко. Результаты исследований публикуются в престижных международных журналах (Marine Drugs, BioMed Research International). Недавно у ученых появилась возможность подключить новые методы исследований с помощью уникального, единственного в России лазерного сканирующего микроскопа ZEISS LSM 800 с системой Airyscan, который позволяет глубоко проникнуть в структуру изучаемых объектов. С его помощью исследователи уже сделали несколько рабочих снимков растительных кристаллов.
Игорь Памирский и фитолиты молочая под конфокальным микроскопом. Фото предоставлены И. Памирским
— Биоминерализация, образование минералов в растениях — это интереснейшее явление, которое позволяет нам понять закономерности формирования наноструктур. Поэтому изучение процессов образования минеральных частиц внутри растений представляет несомненный интерес для науки, — отмечает директор НОЦ Кирилл Голохваст.
Напомним, что НОЦ нанотехнологий ДВФУ был создан в 2010 году. Одно из основных направлений его работы — нанотоксикологические исследования. Последнее крупное достижение в деятельности НОЦ — начало сотрудничества с известным греческим ученым, президентом Ассоциации европейских токсикологов и токсикологических обществ (Eurotox), главным научным сотрудником НОЦ нанотехнологий ДВФУ Аристидисом Тсатсакисом. При этом НОЦ, как центр коллективного пользования, будет доступен для ученых из различных подразделений ДВФУ для проведения широких научных исследований, требующих специальное оборудование.
