ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФУНДАМЕНТАЛЬНОГО ЦИКЛА «СТРОЕНИЕ – ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПРИРОДА – СВОЙСТВА» ПРИРОДНЫХ МАТРИЦ АРКТИЧЕСКИХ ЭКОСИСТЕМ

Объект исследования - природные полимерные углеродные матрицы различных иерархических уровней организации. Цель исследования - изучение закономерностей функционирования фундаментального цикла «структура - функциональная природа - свойства» растительных биополимеров как основы построения системы индикаторов экологического состояния окружающей среды в условиях изменяющегося климата высоких широт и природоподобных технологий получения полифункциональных материалов. Предложены методологические подходы исследования капиллярно-пористых природных матриц растительного происхождения, на основе которых дана характеристика матриц и их компонентов как индикаторов стрессовых воздействий. Разработана новая природоподобная технология получения полифункциональных материалов биомедицинского назначения на основе биополимеров и низкомолекулярных биологически активных компонентов. На основе разработанных подходов получены новые данные о структуре древесной матрицы можжевельника как нанобиокомпозита; показана изменчивость функциональной природы и свойств компонентов растительных матриц высших растений в результате оказываемых воздействий, что может быть использовано в качестве сигнального отклика. Изучены компонентный состав лишайников арктических территорий и его изменение в условиях экстремального природно-климатического и техногенного воздействия. Показано, что реакция лишайников на окислительный стресс включает быстрый ответ (стресс-реакция), при котором действуют неспецифические механизмы защиты (накопление низкомолекулярных органических антиоксидантов: аскорбиновой кислоты, каротиноидов, фенолов и других соединений) и долговременную адаптацию, при которой включаются специализированные механизмы (накопление лишайниковых кислот, изменение в структуре полисахаридного комплекса с участием ферментов). Получены аэрогели на основе интерполиэлектролитного комплекса альгинат - хитозан, характеризующиеся высокими диффузионными свойствами и развитой мезопористой структурой. Установлено, что медленное высвобождение лекарственного вещества из матрицы аэрогеля обеспечивает пролонгированное и безопасное поступление лекарства к раневой поверхности. Изучены особенности торфогенеза, структура и состав сформированных в условиях климатического стресса природных матриц торфа, методы селективного извлечения из них компонентов, их биологическая активность.