Первооткрыватели

Тема, к которой в конце прошлого столетия научное сообщество относилось с трудно скрываемой усмешкой, сейчас становится чуть ли не объектом шпионажа. О сути изобретения рассказывает руководитель проекта, заведующий кафедрой химии Рязанского государственного агротехнологического университета, доктор технических наук, профессор Светлана Полищук.

— Светлана Дмитриевна, когда вы занялись этой тематикой?
— В 1997 году мы узнали о работе института металлургии и материаловедения имени Байкова, где получали ультрадисперсные порошки, и необходимо было исследовать их биологическую активность. Они обратились к нам с предложением о совместной работе. Я об ультрадисперсных порошках к тому времени немного знала и с радостью согласилась. Сначала нас серьёзно не воспринимали, но мы проводили большое количество исследований и выяснили, что урожайность сельскохозяйственных культур повышается на 10-30%. Это заинтересовало, и мы стали в этом направлении стабильно работать. Работы проводились на энтузиазме. Затем нас заметило министерство промышленности, инновационных и информационных технологий Рязанской области. Мы получили финансовую поддержку, приобрели необходимые приборы и аппаратуру. Началась интенсивная работа с хозяйствами, ведущими вузами, нас стали привлекать к выполнению грантов. Кроме того, нам очень помогает и наш вуз, руководство которого заняло, по-моему, правильную позицию, когда поддерживаются научные направления, приносящие практический результат и, соответственно, финансовую отдачу.

— Сейчас в своих исследованиях вы пришли к какому выводу?
— К тому, что эти нанопорошки необходимо внедрять, так как нам наступают на пятки Беларусь, Вьетнам, Китай. В принципе, это просто питательные вещества на молекулярном уровне. Ничего особо нового здесь нет. Ещё ранее заметили, что после извержения вулканов в местностях, на которые был направлен пылевой поток, резко возрастала урожайность. А это и есть влияние различных соединений в ультрадисперсном или наносостоянии.

— Урожайность — это единственный плюс?
— Есть и другие позитивные результаты. Мы пришли к выводу (и это наше ноу-хау), что они изменяют активность биологически активных веществ в растениях, помогают развивать их генетическую направленность. Если мы обрабатываем нанопорошками гибрид кукурузы, который идёт на силос, значит, увеличивается зелёная масса. Если мы обрабатываем кукурузу, где главным является зерновая составляющая, то увеличивается урожайность зерна. То есть мы пришли к выводу, что, изменяя концентрацию нанопорошков, можно помогать накоплению биологически активных веществ, которые необходимо получить от конкретного растения. Недавно мы опубликовали ещё один вывод — в засушливый год наши нанопрепараты дают больший эффект, чем в благоприятных погодных условиях.

— Вы работаете над этой тематикой 17 лет. Остановились только на растениеводстве или исследования получили более широкое применение?
— Как я уже сказала, в сельском хозяйстве мы пришли к нескольким проектам, которые связаны с повышением урожайности сельскохозяйственных культур, с накоплением биологически активных соединений и влиянием на репродуктивные функции. Распространили эти выводы на животноводство. У нас есть патент — повышение продуктивности сельскохозяйственных животных. Совместно с Рязанским медуниверситетом работаем над проектом повышения фармакологической и биологической активности препаратов, выделенных из лекарственных растений. Отдельное направление наших исследований — это экологическое влияние нанопорошков на систему почва – растения – животные. Сейчас участвуем в исследованиях по биоконверсии отходов металлургического производства. Шлам, образно говоря, закапывают в землю, в то время как можно перевести его в наносостояние и использовать. Но в целом основное направление нашей работы сейчас — это изучение механизмов воздействия препаратов на основе нанопорошков металлов и других соединений на живые системы.

— Вы упомянули совместную работу с РязГМУ. Чему она посвящена?
— Мы привлечены к проекту Рязанского медицинского университета, связанному с изменением состава биологически активных веществ в направлении усиления их фармакологической активности. РязГМУ разработал композиты на основе ультрадисперсных порошков и полисахаридов, выделенных из лекарственных растений. Это, например, совершенно незаменимо для птицеводства. Мы даём энергетическую подпитку в виде ультрадисперсных порошков, а лекарственные функции выполняют полисахариды. Этот проект также реализовывался при финансовой поддержке министерства промышленности, инновационных и информационных технологий Рязанской области. В университете создан комплекс по выделению полисахаридов по упрощённой программе. Вообще это довольно трудоёмкий процесс, а в РязГМУ разработали более простой метод. Осталось поставить этот процесс на полупромышленную основу.

— Изучено ли воздействие этих препаратов на организм человека? Можно ли говорить о возможности внедрения в практическое сельское хозяйство?
— Непосредственно мы не изучали воздействие препаратов на организм человека. Это серьёзная и отдельная работа, но знаем, что препараты на основе наносоединений в нужной концентрации вреда не приносят. У нас есть данные о пролонгированном действия этих наночастиц. Мы вырастили несколько поколений растений, обработанных нанопорошками, кормили ими животных. Прослежено много вариантов. Ни токсичности, ни изменения генетического аппарата мы не нашли. Кроме того, ультрадисперсные порошки уже сейчас добавляют в кремы, пасты… Более того, мы участвовали в гранте «Разработка комплекса методов и протоколов для выявления действия техногенных наночастиц» по целевой программе развития структуры наноиндустрии в Российской Федерации. Работали с ведущими российскими вузами, включая МГУ и Московский институт стали и сплавов. Мы определяли токсичность наших препаратов. И наши исследования, и результаты других лабораторий показывают, что применение нанопрепаратов снижает риск токсичности относительно солей металлов, которые сейчас используются в качестве микроудобрений, в 5-10 раз. Также мы участвовали в разработке методик определения уровня безопасности нанопорошков в простых лабораториях, не используя электронные микроскопы и современную технику.

— Хозяйства уже используют ваши препараты?
— Они имеют право и берут их как опытные образцы. Мы работаем с предприятиями различных субъектов — Рязанской, Оренбургской областей, Башкортостана, Татарстана. Широко использует наши препараты Вьетнам. Сейчас мы активно работаем с Рязанским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства в Подвязье и апробируем наши препараты. Это независимая экспертиза, которая даст заключение, действительно ли они имеют значение. После этого мы сможем эти препараты сертифицировать. Нанотехнологии тяжело пробивают себе дорогу. С ультрадисперсными порошками мы работали 17 лет, прежде чем я перестала бояться говорить об этом. Когда обработали первый гектар пшеницы, я спать не могла, пока не собрали урожай и не провели химический и биохимический анализ зерна, почвы и зелёной массы. А сейчас уже всё спокойно, мы гарантируем результат и отвечаем за свои действия. Изучено влияние нанопрепаратов в рамках концепции почва – растение – животные на различных почвах, многих классах сельскохозяйственных культур и животных, в разных климатических условиях. Доказана их биологическая активность и экологическая безопасность, получены акты внедрения и патенты на применения нанопрепаратов на основе ультрадисперсных порошков металлов.