Как женщины-учёные выводят науку за пределы лабораторий: 3 идеи, которые двигают прогресс

Мы видели, что с обычными добавками животное не получает и половины заявленных полезных веществ. Тогда подумали: а что, если создать такую форму, которая защитит активные компоненты и доставит их точно по адресу? Так родилась концепция «смарт-добавок». 

В ПИШ мы в течение двух-трёх лет занимались изучением защитных оболочек, подбирали оптимальные составы, проводили эксперименты. Параллельно тестировали образцы на собственном производстве. В итоге нашли лучшее решение и запатентовали его. В смарт-добавках мы используем особую технологию микрокапсулирования, которая защищает полезные вещества от агрессивной среды рубца у жвачных животных или от кислоты желудка у моногастричных (например, у свиней). Усвояемость витаминов достигает более 60%, обычные формы зачастую работают лишь на 30–40%.

«Умные» добавки решают сразу несколько ключевых задач: они лучше сказываются на здоровье животных и при этом экономически эффективнее для хозяйств. Сейчас мы производим 11 витаминов для всех видов, а также 4 защищённые смарт-формы специально для крупного рогатого скота плюс регистрируем новые линейки. Наши компоненты уже поставляются крупнейшим агрохолдингам России, мы также работаем с заводами, производящими премиксы — смеси полезных веществ, и предлагаем продукцию на экспорт в страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Хозяйства отмечают улучшение здоровья поголовья, стабильные надои и привесы, снижение падежа скота. Для нас это главное.

В молодёжной лаборатории мы регулярно анализируем реальные производственные кейсы. И на многих объектах теплоэнергетики и нефтехимии видели одну и ту же проблему: значительные теплопотери на трубопроводах, особенно на участках со сложной геометрией — фланцах, задвижках, компенсаторах. Стандартная изоляция там либо отсутствует, либо демонтируется для обслуживания и потом уже не восстанавливается в полном объёме. Так появилась идея создать удобное, мобильное и при этом эффективное решение — термочехол.

Для предприятий его польза очевидна: это снижение теплопотерь и эксплуатационных затрат, повышение энергоэффективности. Кроме того, уменьшается риск ожогов и стабилизируется температурный режим оборудования, что положительно влияет на срок службы. Для экологии эффект также значимый: чем меньше потерь тепла, тем ниже потребление топлива и меньше выбросов в атмосферу. Это прямой вклад в снижение углеродного следа и достижение целей устойчивого развития.

Термочехол представляет собой многослойную съёмную теплоизоляционную конструкцию, адаптированную под конкретный элемент трубопровода. Наружный слой защищает от влаги, механических повреждений и ультрафиолета, внутренний — обеспечивает плотное прилегание к поверхности. Особое внимание мы уделили системе крепления: она позволяет быстро демонтировать и повторно устанавливать чехол без потери характеристик. 

Путь от идеи до получения патента занял около двух лет. Сегодня мы находимся на этапе внедрения и переговоров с промышленными партнёрами. Интерес к разработке есть, и я рассчитываю, что первые серийные партии термочехлов появятся на производственных площадках в ближайшее время.

Многие промышленные и строительные отходы содержат ценные минеральные компоненты. Ко мне пришла идея изменить подход с «утилизировать» на «превращать в ресурс», используя технологии карбонизации и термохимической переработки. В качестве исходного сырья для такого процесса подходят осадки сточных вод, сельскохозяйственные, пищевые, а также некоторые виды строительных отходов. Ещё мы работаем с биомассой и исследуем отходы со сложным составом — такие часто встречаются в городах. 

Польза двойная: с одной стороны — снижение нагрузки на полигоны и окружающую среду, с другой — создание новых функциональных материалов. С помощью гидротермальной карбонизации мы превращаем отходы в гидроуголь — материал с высокой сорбционной способностью. В строительстве его можно будет использовать как добавку к цементным композитам или в качестве наполнителей, модификаторов, компонентов для 3D-печати. Некоторые варианты гидроуглей обладают способностью поглощать углекислый газ в процессе обработки — это делает их ещё более экологичными.

В области рекультивации почв новый материал может применяться как сорбент для тяжёлых металлов и других загрязнителей или как улучшитель структуры почвы. Гидроугли повышают влагоудерживающую способность, поддерживают развитие почвенной микробиоты и стабилизируют токсичные элементы — одновременно выполняют инженерную и экологическую функции. Мы уже провели ряд модельных экспериментов, и результаты отличные: гидроуголь снизил биодоступность свинца в среднем на 40%. При этом увеличил ферментативную активность почв — то есть ускорил естественный процесс переработки мёртвой органики, вроде листьев, корней и удобрений, в плодородный гумус — и способствовал лучшему развитию растений.

Сейчас проект находится на стадии активных исследований и перехода к созданию прикладных решений. Помимо гидроугля, мы разрабатываем функциональные композиты на его основе для применения в засушливых и полузасушливых регионах. Такие композиты можно будет использовать при рекультивации деградированных земель, в проектах по созданию искусственных плодородных почв, а также в аграрных технологиях в условиях дефицита воды.