AP08956439 – Разработка инновационных водосберегающих технологий с использованием новых биополимерных влагосорбентов для аридных климатических зон

Цель проекта: Разработка новых сильно набухающих сетчатых полимер-силикатных композитов на основе биосовместимых синтетических и природных полимеров, обладающих влагоудерживающими свойствами для структурирования почв аридных климатических зон.

Актуальность: Авторами Проекта предлагается разработка методов получения полимерных композитов на основе природных гелей и наполнителей, которые позволят аккумулировать и удерживать влагу длительное время, постепенно отдавая ее растениям. В качестве синтетических и природных полимеров будут применены полиэтиленимин, агар-агар, хитозан и другие, а а качестве природного силикатного наполнителя - бентонитовая глина. Улучшение водных и физических свойств почвы повысит всхожесть семян, увеличит интенсивность развития растений, их устойчивость к дефициту влаги и действию засухи, приведёт к росту урожая и предотвратит смываемость плодородной части почвы и просачивание влаги в более глубокие слои почвы. Таким образом, суперабсорбенты позволят снизить затраты, связанные с уходом за растениями, повысить выживаемость произрастающих культур, а также обеспечат растения различными видами добавок, стимулирующими их лучший рост и развитие.

Научный руководитель: Доктор химических наук , Профессор, Искакова Тыныштык Кадыровна

Полученные результаты:  В ходе выполненной научно-исследовательской работы были отобраны биосовместимые синтетические и природные полимеры, а также природные наполнители для создания полимерных композитов с заданными свойствами. Синтезированы новые водопоглощающие полимеры и композиты с высокой сорбционной способностью на основе акриловых производных и биологически активных соединений. Определены оптимальные условия полимеризации и изучены молекулярно-массовые характеристики одно- и двойносетчатых структур, а также влияние модификатора (имидазола) на их свойства. Получены композиты, модифицированные слоистыми силикатами, и установлено, что их активация повышает сорбционную емкость материалов. Исследована кинетика набухания гидрогелей и показано влияние содержания наполнителя на их свойства. Установлено, что разработанные гидрогели эффективно удерживают влагу и положительно влияют на структуру почвы и рост растений. Полученные результаты подтверждают перспективность использования данных материалов в сельском хозяйстве как влагосорбентов для засушливых регионов.

Список публикаций с ссылками на них 

1. Патент на полезную модель № 6319. Композиционный гель с ионообменными свойствами / Жунусбекова Н.М., Искакова Т.К., Чинибаева Н.С., Кусаинова Г.К., Худайбергенов Н.С. – Опубл. 13.08.2021. – Бюл. № 32.
2. Искакова Т.К., Чинибаева Н.С., Кусаинова Г.К., Худайбергенов Н.С. Получение сорбционного материала для извлечения ионов металлов из водных растворов // Материалы научной конференции «Тонкий органический синтез-2021». – Алматы, 3 сентября 2021 г. – С. 30–31.
3. Zhunusbekova N., Iskakova T., Chinibayeva N., Kussainova G. Promising biopolymer-metal complexes in biomimetic applications // Proceedings of the 6th International Conference on Advances in Functional Materials. – Jeju, South Korea, 15–17 Feb. 2021. – P. 536.
4. Zhunusbekova N., Iskakova T., Chinibayeva N., Kussainova G., Kudaibergenov N. Creation and properties of polymer-silicate composite materials // Proceedings of the 6th International Conference on Advances in Functional Materials. – Jeju, South Korea, 15–17 Feb. 2021. – P. 540.
5. Худайбергенов Н.С., Сартбаева К.М., Искакова Т.К.; науч. рук. Жунусбекова Н.М. Синтез и исследование физико-химических свойств полимер-силикатных композитов // Химия и химическая технология в XXI веке: материалы XXII Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера. – Томск, 2021. – Т. 2. – С. 277–278.
6. Кусаинова Г.К., Искакова Т.К., Чинибаева Н.С., Худайбергенов Н.С. Получение и модификация взаимопроникающих сеток на основе природных полимеров и производных акриловой кислоты // Известия вузов. Серия: Химия и химическая технология. – 2021.
7. Жунусбекова Н.М., Искакова Т.К., Чинибаева Н.С., Кусаинова Г.К., Худайбергенов Н.С. Исследование особенностей взаимодействия полимер-металлических комплексов трехмерной структуры в зависимости от различных факторов внешней среды для выявления активных центров // Вестник КазНИТУ. – 2021.