Разработка новых биоцидных нанокомпозитных материалов для защиты подводных конструкций от биообрастания

В НИЦ «Курчатовский институт» проводится работа по созданию антимикробных нанокомпозитов, содержащих биогенное коллоидное наносеребро (NPsAg). Биогенные NPsAg получены микробным синтезом с использованием клеток бактерий и раствора AgNO₃ в жидкой и сухой препаративных формах. Для защиты подводных объектов от биообрастания разработан состав, включающий комплексные хелатные соединения переходных металлов Cu, Zn и биогенные NPsAg. Хелаты Cu, Zn синтезированы реакцией комплексообразования, антимикробная активность которых возрастает с введением NPsAg. Установлено, что NPsAg сохраняют стабильность и биоцидный эффект при длительном нахождении в морской воде, что важно для эксплуатации в составе противообрастающих покрытий. Разработана технология введения биоцидных NPsAg в состав полимерных нетканых материалов и ионообменных смол различных типов.

1. Yan S., Song G . L., L i Z., Wang H., Zheng D., Cao F., Horynova M., Dargusch M. S., Zhou L. A state-of-the-art review on passivation and biofouling of Ti and its alloys in marine environments // Journal of materials science & technology. – 2018. – V. 34, N 3. – P. 421–435. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2017.11.021

2. Ga ribay -Valdez E., Martínez-Córdova L. R., Va rgas -Albo res F., Emerenciano M. G., Miranda‐Baeza A., Cortés‐Jacinto E., Ortiz-Estrada Á. M., Cicala F., Martínez‐Porchas M. The biofouling process: The science behind a valuable phenomenon for aquaculture // Reviews in Aquaculture. – 2023. – V. 15, N 3. – P. 976–990. https://doi.org/10.1111/raq.12770

3. Schultz M. P., Walker J. M., Steppe C. N., Flack K. A. Impact of diatomaceous biofilms on the frictional drag of fouling-release coatings // Biofouling. – 2015. – V. 31. – P. 759–773. https://doi.org/10.1080/08927014.2015.1108407

4. Li L., Hong H., Cao J., Yang Y. Progress in Marine Antifouling Coatings: Current Status and Prospects // Coatings. – 2023. – V. 13. – P. 1893. https://doi.org/10.3390/coatings13111893

5. Jiang D., Xue Q., Liu Z., Han J., Wu X. Novel anti-algal nanocomposite hydrogels based on thiol/ acetyl thioester groups chelating with silver nanoparticles // New J. Chem. – 2017. – V. 41. – P. 271–277. https://doi.org/10.1039/C6NJ02246D

6. Miller R. J., Adeleye A. S., Page H. M., Kui L., Lenihan H. S., Keller A. A. Nano and traditional copper and zinc antifouling coatings: Metal release and impact on marine sessile invertebrate communities // J. Nanopart. Res. – 2020. – V. 22. – P. 1–15. https://doi.org/10.1007/s11051-020-04875-x

7. Nyabadza A., McCarthy É., Makhesana M., Heidarinassab S., Plouze A., Vazquez M., Brabazon D. A review of physical, chemical and biological synthesis methods of bimetallic nanoparticles and applications in sensing, water treatment, biomedicine, catalysis and hydrogen storage // Advances in Colloid and Interface Science. – 2023. – P. 103010. https://doi.org/10.1016/j.cis.2023.103010

8. ВКПМ. Национальный биоресурсный центр: [сайт]. URL: https://vkpm.genetika.ru/

9. Zhuravliova O. A., Voeikova T. A., Vlasova A. Yu., Malakhov S. N, Patsaev T. D., Va silie v A. L., Bulushova N. V., Debabov V. G. Biosynthesis of Silver Nanoparticles Using the Shewanella oneidensis MR-1 Strain. Technological Approaches to Increasing the Production and Creating of Preparative Forms of Biogenic Nanomaterial // Nanobiotechnology Reports. – 2023. – V. 18, N 3. – P. 384–396. https://doi.org/10.1134/S263516762370026X

10. Лурье А. А. Сорбенты и хроматографические носители: справочник. – М.: Химия, 1972. – 320 с.

11. ОФС. 1.2.4.0010.18 [Общая фармакопейная статья]. Определение антимикробной активности антибиотиков методом диффузии в агар. – M., 2018. – 28 с.

12. Alsharif S. M., Salem S. S., A b del -Ra hma n M. A., Fouda A., Eid A. M., Hassan S. E. D., Mohamed A. A., Awad M. A. Multifunctional properties of spherical silver nanoparticles fabricated by different microbial taxa // Heliyon. – 2020. – V. 6. – № 5. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e03943