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.
Новые криогели сочетают в себе искусственные и натуральные компоненты. Фото: Вера Зернова / Томский научный центр СО РАН
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