Сверхкритическое состояние или умный текстиль?
Чем живёт и дышит научный институт, основанный в своё время для обеспечения нужд текстильной промышленности? Какая связь между текстилем и новыми лекарственными препаратами? Можно ли на основе существующих химических технологий создавать новые материалы?
Рассказывает доктор химических наук Михаил Григорьевич Киселёв, директор Института химии растворов им. Г. А. Крестова Российской академии наук (г. Иваново).
Институт химии растворов им. Г. А. Крестова — молодое научное учреждение, хотя в этом году ему исполняется уже 40 лет. Его история началась в 1974 году, когда ректор Ивановского химико-технологического института, профессор Геннадий Алексеевич Крестов создал лабораторию химии неводных растворов. Лаборатория стала основой сначала для Отдела химии неводных растворов Академии наук СССР в 1978 году, а затем и Института, который появился в 1981 году и тогда назывался Институтом химии неводных растворов Академии наук СССР. Это название было актуально в связи с тем, что Ивановская область в то время была текстильным краем и методы обработки поверхностей, в том числе текстильных, неводными растворами различных растворителей были весьма востребованы. В дальнейшем тематика научных исследований и разработок постоянно расширялась и рамки для изучения только неводных растворов становились узкими. Поэтому название института изменилось.
Институт наш небольшой — всего 150 человек научных сотрудников. Тем не менее мы неплохо выглядим в структуре Академии наук, входим в первую категорию и ведём активную научную работу.
Научное подразделение, занимающееся вопросами текстильной химии в институте, сохранилось, хотя созданные в его недрах разработки, к великому сожалению, в настоящее время недостаточно востребованы. Существует много инициатив по возобновлению этих программ, но пока они остаются без ответа. На мой взгляд, очень интересна разработка, дающая большие преимущества в развитии льноводства в средней полосе, — это так называемый механохимический котонин. Речь идёт о том, чтобы из короткого льна, который с наибольшей урожайностью произрастает в наших условиях, получать волокно высокого качества. Мы показали, как это можно делать. Это волокно по своим потребительским качествам находится между льном и хлопком — то есть на ощупь оно мягкое, но при этом сохраняет такие особенности льняного полотна, как бактерицидность, хорошее «поведение» в жаркую погоду и так далее. За эти разработки Институт в своё время получил Государственную премию, но пока они не применяются.
Мы активно включаемся в самые разные направления химической науки и технологии. Одно из таких направлений — химия макрогетероциклических соединений, к которым относятся, в частности, порфирины. Природные порфирины в форме железосодержащих комплексов участвуют в транспорте кислорода в крови живых организмов, обеспечивая процесс дыхания. Фотосинтез и родственные ему процессы осуществляются магниевыми комплексами этого макроциклического соединения.
Производные порфиринов находят широкое применение в различных областях науки и технологии. В частности, во всём мире и в том числе в нашем институте занимаются разработкой сенсибилизаторов для фотодинамической терапии онкологических заболеваний, основанной на способности порфиринов накапливаться преимущественно в опухолевых клетках. Поглощая свет, сенсибилизатор переходит из основного в возбуждённое состояние, которое передаётся на содержащийся в тканях организма кислород. Кислород в возбуждённом (синглетном) состоянии очень активен, он разрушает опухолевые клетки.
Ещё одно интересное направление связано с глубокой переработкой природных полимеров и расширением сферы их практического использования. Речь идёт о нанокристаллической целлюлозе. Целлюлоза составляет основу растительного мира — до 60% в древесине, до 80% во льне, до 99% в хлопке. Представим, что макромолекулу целлюлозы порезали на мелкие составляющие и оставили только те части, которые имеют кристаллическую структуру. В результате получатся кристаллические частицы, имеющие наноразмеры — примерно 50—200 нанометров в длину и 10—40 нанометров в диаметре.