Создание новых гидролитически стойких высокопроницаемых мембран на основе модифицированного полифениленсульфона с оптимизированной химической структурой для фильтрации бактерий и вирусов из воды.
| Название НИОКТР | Создание новых гидролитически стойких высокопроницаемых мембран на основе модифицированного полифениленсульфона с оптимизированной химической структурой для фильтрации бактерий и вирусов из воды. |
|---|---|
| Аннотация | Свободный доступ к чистой питьевой воде является одним из основополагающих факторов для сохранения здоровья человека. При этом планеты лишь 1 % воды на земле пригоден для питья. Баромембранные процессы разделения, а именно микро- и ультрафильтрация активно набирают популярность среди процессов удаления из воды различных коллоидов, микроорганизмов и органических молекул. Конечно же, для предотвращения обрастания мембран микроорганизмами и загрязнения фильтруемой воды продуктами их жизнедеятельности требуются процессы стерилизации и регенерации мембран. Наиболее дешевым и простым методом является обработка перегретым паром. Данное обстоятельство обусловлено такими преимуществами, как высокая эффективность уничтожения в сочетании с отсутствием токсичных продуктов, легкостью и быстротой организации процесса. Однако, не все полимерные материалы способны выдерживать такую обработку на многоцикловой основе. На этапе проекта 2022-2024 гг. были разработаны высокопроницаемые половолоконные ультрафильтрационные мембраны из ПФСФ, способные задерживать не только бактерии и вирусы, обладающие массой более 1000 кг/моль, но также их метаболиты опасные для человека. Мембраны продемонстрировали стабильные свойства при обработке перегретым паром в течение 270 ч. В проекте 2025-2026 гг. ставится амбициозная научная задача создания нового поколения ультрафильтрационных мембран для удаления бактерий и вирусов из воды на основе модифицированного полифениленсульфона (ПФСФ) с проницаемостью не менее 300 л/(м2∙ч∙атм) путем дизайна химической структуры привитых гидрофильных олигомеров. Масштаб и комплексность задачи заключается в постановке полного цикла лабораторных исследований: синтез нового исходного полимерного материала на основе ПФСФ, разработка методов формования фильтрационных мембран, устойчивых к многократной стерилизации перегретым водяным паром, создание мембранных фильтрационных модулей и изучение долговременных процессов фильтрации загрязненных водных сред, исследование процесса периодической регенерации мембран. На каждом из перечисленных направлений будут получены научно значимые результаты как с точки зрения полимерного материаловедения и мембранной науки. На этапе 2025-2026 гг. планируется разработать методики модификации ПФСФ с гидрофилизующими олигомерами (полиэтиленгликоль (ПЭГ), сополимеры полиэтиленгликоля и пропиленгликоля, поливинилацетат и др.) непосредственно в формовочном растворе. Это позволит существенно снизить затраты растворителей и реагентов в процессе формования мембран и нагрузку на окружающую среду. Такая модификация будет проведена впервые. Другой актуальной задачей проекта 2025-2026 г. является проведение длительных испытаний по разделению водных сред, загрязненных микроорганизмами, сопряженных с периодической регенерацией фильтрационных мембран перегретым паром. Систематическое изучение протекания процесса засорения и очистки путем регенерации фильтрационных мембран из сополимеров ПФСФ позволит впервые получить полное представление о способности разработанных мембран к периодической очистке водный сред от биологических загрязнений и сроке их эксплуатации в жестких условиях. Большой интерес для изучения в 2025-2026 г. представляет исследование транспортных свойств фильтрационных мембран и их гидролитической устойчивости с использованием тока перегретого пара через них в течение длительного времени. Это обусловлено особенностями устройства очистных установок, предполагающих стерилизацию модуля непосредственно в технологической линии фильтрации [Agalloco J. Steam Sterilization-in-Place //Handbook of Validation in Pharmaceutical Processes, Fourth Edition. – CRC Press, 2021. – С. 245-270.]. Такая конструкция позволяет минимизировать риск попадания патогенов в стерильную среду установки и их дальнейшее размножение. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | False |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 14000.0 |
| Дата начала | 2025-01-01 |
| Дата окончания | 2026-12-30 |
| Номер контракта | 25-16-00243 |
| Дата контракта | 2024-12-23 |
| Количество отчетов | 2 |
| УДК | 678.01 544.23.02/.03 544.25.02/.03 |
| Количество просмотров | 7 |
| Руководитель работы | Борисов Илья Леонидович |
| Руководитель организации | Альтудов Юрий Камбулатович |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Х. М. БЕРБЕКОВА" |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-11-10 09:30:53 UTC, 2025-11-10 09:30:53 UTC |
| ОКПД | Нет |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | вирусы; термостабильность; Мембраны; растворы полимеров; инверсия фаз; формование мембран; полифениленсульфон; бактериястерилизация паром; фильтрация в медицине |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 31.25.19 - Синтез высокомолекулярных соединений. Физико-химические основы синтеза высокомолекулярных соединений; 31.25.15 - Структура и свойства природных и синтетических высокомолекулярных соединений |
| OECD | — |
| OESR | Полимеры |
| Приоритеты научно-технического развития | в) переход к персонализированной, предиктивной и профилактической медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных) и использования генетических данных и технологий; |
| Регистрационные номера | ikrbs: {'card_list': [{'id': '53XDO6T7W1CPRC4SZ7CPD44T'}]} |