Сорбционно-структурные свойства аэрогельных материалов на основе биополимеров

В настоящее время для выведения избыточного количества тяжелых металлов и токсинов из живых организмов успешно применяются аэрогельные материалы в качестве энтеро- и апликационных сорбентов. Неисчерпаемой сырьевой базой для создания аэрогельных материалов являются природные биополимеры альгинат и хитозан, а также различные производные лигнина. На их основе разработано значительное количество сорбционных материалов и раневых покрытий различных типов, что связано не только с широким спектром физико-химических свойств названных полимеров и их уже доказанной медико-биологической активностью, но и с распространенностью и возобновляемостью сырьевых источников для производства данных полимеров, простотой извлечения, возможностью достижения высокой степени очистки и сравнительно невысокой ценой. Ключевой стадией синтеза аэрогельных материалов является формирование прочного гидрогеля – каркаса. Один из технологических приемов – получение интерполиэлектролитного армирующего гидрогеля. В работе предложены 2 упаковочные модели формирования структуры интерполиэлектролитных комплексов на основе пар биополимеров: «альгинат натрия – хитозан» и «лигносульфонат натрия – хитозан». Первая модель – блочная, при которой структура формируется за счет ионных связей между карбоксильными группами альгината натрия и аминогруппами хитозана, а также кооперативной системы водородных связей и дисперсионных взаимодействий. Вторая модель – агрегационно-трубчатая, структура которой образуется посредством ионных связей между сульфогруппами (в составе палочкообразных надмолекулярных структур лигносульфоната натрия) и аминогруппами хитозана, а также водородных связей и дисперсионных взаимодействий. При высушивании интерполиэлектролитных комплексов в сверхкритических условиях формируются прочные фазовые контакты, при этом изменения в структуре геля становятся необратимыми. В результате получены гидрофобные микро- и мезопористые 2-компонентные аэрогельные материалы, различающиеся внутренней структурой. Аэрогельные материалы, структура которых образована по 1-й из названных моделей, характеризуются фибриллярной структурой, а по 2-й ‒ структурными элементами сферической формы. Полученные аэрогельные материалы обладают высокой сорбционной активностью по отношению к воде и широкому кругу тяжелых металлов и низкомолекулярных токсинов. Цель работы – исследование структурно-сорбционных свойств аэрогельных материалов, основа которых – биополимеры различной структурной организации. Значительное увеличение сорбционной активности аэрогельных материалов «альгинат натрия – хитозан» в сравнении с «лигносульфонат натрия – хитозан» связано, по-видимому, с их различной надмолекулярной структурой. Действует совокупность механизмов сорбции: намокание, всасывание, диффузия, осмотические явления и химическое взаимодействие, обусловленное высокопористой структурой аэрогельных материалов и наличием сорбционно-активных центров. Для цитирования: Бровко О.С., Паламарчук И.А., Горшкова Н.А., Богданович Н.И., Ивахнов А.Д. Сорбционно-структурные свойства аэрогельных материалов на основе биополимеров // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 6. С. 190–203. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-6-190-20

Analysis of the Aging Processes of Writing Ink: Raman Spectroscopy versus Gas Chromatography Aspects

This work is devoted to the extremely popular but poorly developed scientific and forensic problem of the estimation of the actual dates of inscriptions placed on paper and made by ballpoint pens. It is shown that the degradation of writing inks with time may be controlled via Raman spectroscopy and gas chromatography. The time intervals for the implementation of each of these methods were determined using the ratios of the Raman peak intensities as degradation characteristics rather than their absolute values. In turn, this eliminates the effect of the concentration of a dye. The mutual influence of the volatile components and dyes of writing inks was also investigated and the time interval within which such influence is critical was found. According to the obtained results, a new methodological scheme for determining the age of documents, which were created at least 40 months ago, was proposed

Novel biocompatible Cu2+-containing composite hydrogels based on bacterial cellulose and poly-1-vinyl-1,2,4-triazole

Novel composite hydrogels representing interpenetrating polymeric networks (IPN) have been synthesized and consisted of Gluconacetobacter xylinus cellulose (GxC) and poly-1-vinyl-1,2,4-triazole (PVT) with Cu2⁺. The composite hydrogels’ mesostructure has been studied from 1.6 ​nm to 2.5 ​μm by small-angle and ultra-small-angle neutron scattering methods. It has been found that IPN complexes have three types of inhomogeneities: GxC, PVT, and PVT complex with Cu2⁺. The amount of the absorbed ions can be tuned as confirmed by electron paramagnetic spectroscopy. Besides, three hierarchy levels of GxC remained in the supramolecular structure of composite hydrogels. Reveling structure formation in these composite hydrogels is essential in fabricating hybrid polymeric materials for regenerative medicine, involving antibacterial or antifungal applications

Mesoporous Networks of N-Vinylpyrrolidone with (di)Methacrylates as Precursors of Ecological Molecular Imprinted Polymers

Mesoporous polymer networks were prepared via the cross-linking radical copolymerization of non-toxic hydrophilic N-vinylpyrrolidone (VP) with triethylene glycol dimethacrylate (TEGDM) and poly(ethylene glycol) methyl ester methacrylate (PEGMMA) in bulk, using appropriate soluble and thermodynamically compatible macromolecular additives with a branched structure as porogens. The branched copolymers of various monomer compositions were obtained by radical copolymerization in toluene, controlled by 1-decanethiol, and these materials were characterized by a wide set of physical chemical methods. The specific surface areas and surface morphology of the polymer networks were determined by nitrogen low-temperature adsorption or Rose Bengal (RB) sorption, depending on the copolymer compositions and scanning electron microscopy. The electrochemical properties of RB before and after its encapsulation into a branched VP copolymer were studied on a glassy carbon electrode and the interaction between these substances was observed. Quantum chemical modeling of RB-VP or RB-copolymer complexes has been carried out and sufficiently strong hydrogen bonds were found in these systems. The experimental and modeling data demonstrate the high potency of such mesoporous polymer networks as precursors of molecularly imprinted polymers for the recognition of fluorescent dyes as nanomarkers for biomedical practice

Pseudomonas extremorientalis sp. nov., isolated from a drinking water resevoir

On the basis of phenotypic and genotypic characteristics and 16S rDNA sequence analysis, a novel species belonging to the genus Pseudomonas sensu stricto was identified. The saprophytic, fluorescent bacterium, designated KMM 3447(T), was isolated from a drinking water reservoir near Vladivostok City, Russia. The novel organism was a Gram-negative, aerobic, rod-shaped bacterium that produced a cyclic depsipeptide with surface-active properties. It degraded casein, but did not degrade gelatin, starch, agar or Tween 80. The bacterium was also haemolytic. Growth of the novel bacterium occurred between 4 and 35 degrees C. The predominant cellular fatty acids of the novel pseudomonad were C(16:0), C(16:1(n-7)), C(18:1(n-7)) and C(17:0 cyclo); branched fatty acids were only found in trace amounts. The G+C content of the novel bacterium was 61.0 mol%. 16S rDNA sequence analysis indicated that the novel bacterium had a clear affiliation with Pseudomonas fluorescens and species closely related to this recognized pseudomonad. DNA--DNA hybridization experiments showed that the novel bacterium bound at low levels (27--53%) with the DNA of the type strains of its nearest phylogenetic relatives, namely Pseudomonas tolaasii, Pseudomonas veronii, Pseudomonas orientalis and Pseudomonas rhodesiae, indicating that the novel bacterium represented a novel species within the genus Pseudomonas, for which the name Pseudomonas extremorientalis is proposed; the type strain is KMM 3447(T) (=LMG 19695(T)).200

Задачи судебно-технической экспертизы документов для определения давности их изготовления

The article discusses the problems of forensic-technical expertise by determination of hand-written signatures (records). The main techniques of such examination are described, as well as the problems, which experts face. Here the questions of qualification of experts are raised and recommendations about the choice and appointment of an expert are made. The article provides references to scientific materials in the Russian and foreign scientific sources and also gives examples of the current legislation and jurisprudence of arbitration courts of the Russian FederationВ статье рассматриваются проблемы судебно-технической экспертизы по определению рукописных подписей (надписей). Описаны основные методики проведения такой экспертизы, а также проблемы, с которыми сталкиваются специалисты. Подняты вопросы квалификации экспертов и даны рекомендации по выбору экспертного учреждения и эксперта. В статье приведены ссылки на научные материалы в российских и зарубежных изданиях, а также примеры действующего законодательства и судебной практики арбитражных судов Российской Федераци

Crystal and Supramolecular Structure of Bacterial Cellulose Hydrolyzed by Cellobiohydrolase from Scytalidium Candidum 3C: A Basis for Development of Biodegradable Wound Dressings

The crystal and supramolecular structure of the bacterial cellulose (BC) has been studied at different stages of cellobiohydrolase hydrolysis using various physical and microscopic methods. Enzymatic hydrolysis significantly affected the crystal and supramolecular structure of native BC, in which the 3D polymer network consisted of nanoribbons with a thickness T ≈ 8 nm and a width W ≈ 50 nm, and with a developed specific surface SBET ≈ 260 m2·g−1. Biodegradation for 24 h led to a ten percent decrease in the mean crystal size Dhkl of BC, to two-fold increase in the sizes of nanoribbons, and in the specific surface area SBET up to ≈ 100 m2·g−1. Atomic force and scanning electron microscopy images showed BC microstructure “loosening“after enzymatic treatment, as well as the formation and accumulation of submicron particles in the cells of the 3D polymer network. Experiments in vitro and in vivo did not reveal cytotoxic effect by the enzyme addition to BC dressings and showed a generally positive influence on the treatment of extensive III-degree burns, significantly accelerating wound healing in rats. Thus, in our opinion, the results obtained can serve as a basis for further development of effective biodegradable dressings for wound healin