Кузница научных кадров: как работает молодёжная лаборатория БГТУ

С 2021 года в БГТУ имени Шухова работает новая молодёжная лаборатория «Разработка научно-технических основ создания полимерных систем из возобновляемого растительного сырья». Оснащённая современным аналитическим оборудованием, она появилась благодаря национальному проекту «Наука и университеты». Руководит лабораторией доктор технических наук, ведущий научный сотрудник кафедры теоретической и прикладной химии Наталья Черкашина.

Сегодня в лаборатории трудится команда учёных-единомышленников в области разработки композиционных материалов из возобновляемого растительного сырья. 70 % участников лаборатории младше 39 лет, в их числе восемь аспирантов очной формы обучения.

«Созданная молодёжная лаборатория имеет огромное значение для закрепления студентов и аспирантов в научной сфере. Работа в лаборатории позволяет полностью сосредоточиться на научных исследованиях и выйти на защиту диссертации в положенный срок. По факту лаборатория — это кузница научных кадров для Белгородской области», — пояснила Наталья Черкашина.

Важнейшим результатом научной деятельности молодёжной лаборатории БГТУ имени Шухова стала разработка основных принципов создания термопластичных композитов, наполненных мелкодисперсными частицами из растительного сырья (шелухи семян подсолнечника, соломы пшеницы, скорлупы грецкого ореха и фундука и др.).

Например, учёные предложили использовать шелуху семян подсолнечника для создания мульчирующего композитного агроволокна, которое может использоваться для мульчирования поверхности, защиты культурных растений от прорастания сорняков, удержания влаги в почве, защиты корней растений от ультрафиолетового излучения. Материал обладает высокой биоразлагаемостью после использования и в два-три раза более длительным сроком эксплуатации по сравнению с существующими аналогами. Подана заявка на патент на изобретение.

Также учёные получили полимерный композиционный материал на основе амилозы и амилопектина с введением в качестве наполнителя измельчённой грецкой скорлупы. Он может использоваться для изготовления целого ряда изделий и товаров народного потребления, для которых крайне важно использовать полностью биоразлагаемый материал, например, для одноразовой посуды взамен широко распространенной полиэтиленовой.

Ещё одно направление работы — создание конструкционных строительных материалов с использованием растительных отходов. Учёные БГТУ разработали технологию получения композиционного материала на основе полистирола и порошка скорлупы фундука. Такой композит может найти применение для создания уличной и садовой мебели, так как обладает красивым насыщенным цветом, а также может решить экологическую проблему утилизации скорлупы лесного ореха. Материал имеет низкий показатель водопоглощения, что позволяет использовать изделия из него на улице во время дождливой погоды и повышенной влажности. Также полученный состав позволяет вводить большее количество наполнителя (порошка скорлупы фундука), что снижает себестоимость изделия. Материал защищён патентом РФ на изобретение .

Кроме того, участники лаборатории разработали новые высокоэффективные водорастворимые полимерные краски, а также полимерминеральные дисперсные системы, модифицированные термореактивными олигомерами, полученными путём эффективной переработки сельскохозяйственной продукции.

В 2024 году молодые шуховские учёные будут изучать более широкий спектр агропромышленных отходов, чтобы по возможности использовать их в различных композитах. На этот раз исследователи сосредоточат своё внимание на шелухе гречихи, риса, льна и овса.

«В лаборатории разрабатываются новые материалы строительного и функционального назначения, а также биоразлагаемые полимерные системы, которые могут использоваться для обеспечения потребности продовольственной безопасности и продовольственной независимости Белгородской области и России в целом, конкурентоспособности отечественной продукции на мировых рынках продовольствия, снижение технологических рисков в агропромышленном комплексе, а также других областях», — отметила Наталья Черкашина.