Новые криогели для борьбы с эрозией почв разработали ученые Сибирского отделения РАН
Биоразлагаемые криогели для предотвращения эрозии почв создали ученые лаборатории коллоидной химии нефти Института химии нефти Сибирского отделения РАН (ИХН СО РАН). Новые составы, сочетающие в себе синтетические и природные компоненты, помогут в борьбе с опустыниванием, закреплении откосов и восстановлении техногенных грунтов.
«Нам хотелось получить экологичный, эластичный и пористый криогель для армирования поверхностного слоя почвы, содержащий в своем составе биоразлагаемый компонент, что позволит создать комфортные условия для прорастания растений», — объяснила старший научный сотрудник лаборатории коллоидной химии ИХН СО РАН Мария Фуфаева.
Осуществить замысел ученым помогло смешение в новых криогелях водных растворов поливинилового спирта и крахмала. Именно сочетание искусственного и природного подарило составам важное преимущество: криогели эффективно фиксируют почву, но не препятствуют росту растений.
Удобрив грунт и засеяв его семенами, специалисты обрабатывают землю криогелем. Под воздействием колебания температуры воздуха поливиниловый спирт превращается в упругую полимерную массу, прочно закрепляя почву, защищая ее от выветривания и вымывания и удерживая влагу. Но сам по себе такой слой криогеля в некоторых случаях может помешать росту растений и газообмену — например, в песчаной почве с низким содержанием органики, где поливиниловый спирт превратится в прочную непроницаемую пленку.
На помощь экспертам приходит добавленный в состав крахмал: под влиянием микрофлоры почвы он частично разлагается и вымывается из застывшего криогеля. На месте крахмала в застывшей полимерной сетке остаются поры, сквозь которые проникает воздух и прорастают растения.
Новые составы неядовиты и безвредны для окружающей среды. С каждым новым перепадом температур прочность криогелей возрастает.
За плечами научной группы разработчиков состава — богатый опыт использования криогелей в России и за рубежом в различных сферах: гидроизоляции плотин, благоустройстве и озеленении городов, укреплении откосов дорог. В перспективе – разработка криогелей для защиты водоемов от отравления нефтепродуктами во время паводков и для обустройства автозимников — дорог, которые прокладываются по снегу для передвижения машин в труднодоступных регионах в зимний период.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Томского научного центра СО РАН
Изображение: Вера Зернова / Томский научный центр СО РАН
Автор: Анастасия Жукова