КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-23-00963
НазваниеРазработка экономичных гибридных наноматериалов на основе хитозана/альгината и неорганических наночастиц для селективной очистки и контролируемого обогащения напитков
Руководитель Осмоловская Ольга Михайловна, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург
Конкурс №118 - Конкурс на получение грантов РНФ по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка проведения научных исследований и развития научных коллективов, занимающих лидирующие позиции в определенных областях науки»
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-603 - Фундаментальные основы создания новых металлических, керамических и композиционных материалов
Ключевые слова нанокомпозиты, наноматериалы, очистка напитков, функциональные напитки, хитозан, альгинатные гранулы, метод осаждения, гидротермальные условия, хемометрическая обработка
Код ГРНТИ31.15.19
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Разработка инновационных гибридных наноматериалов для модификации состава напитков представляет собой стратегически важное направление, решающее одновременно задачи технологического суверенитета и создания продукции нового поколения. В условиях глобальных вызовов, связанных с ограничением доступа к зарубежным технологиям, данный проект предлагает комплексное решение на основе отечественных разработок, позволяющее не только заместить импортные аналоги, но и вывести российскую пищевую промышленность на качественно новый уровень.
Основу исследования составляют два типа биосовместимых полимерных матриц - хитозан и альгинат, которые служат платформой для создания функциональных нанокомпозитов. Эти природные полимеры будут направлено модифицированы различными неорганическими наночастицами, включая магнетит, гидроксиапатит, слоистые двойные гидроксиды и оксиды металлов, что позволяет создавать материалы с заданными функциональными свойствами.
Исследование состоит из трех взаимосвязанных частей:
- фундаментальная часть, включающая синтез и комплексную характеризацию наномодификаторов, установление корреляций "структура-свойство", разработку теоретических моделей взаимодействия наночастиц и целевых компонентов;
- технологическая часть, включающая разработку и оптимизацию методов получения композитов (нанесенных и наполненных), изучение процессов сорбции и высвобождения целевых компонентов, разработку протоколов управления функциональными свойствами гибридных материалов;
- прикладная часть, включающая комплексное тестирование в реальных пищевых матрицах, хемометрический анализ полученных экспериментальных данных, разработку рекомендаций по промышленному внедрению разработанных гибридных материалов.
Особое внимание в проекте уделяется вопросам практического внедрения. Разрабатываемые материалы и технологии учитывают реальные условия пищевых производств, что обеспечивает плавный переход от лабораторных исследований к промышленному применению. Важным аспектом является создание методологической базы для цифровизации процессов проектирования функциональных материалов с использованием методов искусственного интеллекта.
Результаты проекта будут способствовать развитию отечественной научной школы в области химического материаловедения и пищевых нанотехнологий, созданию конкурентоспособной продукции для внутреннего рынка и экспорта.
Таким образом, данное исследование представляет собой комплексный подход к решению актуальных задач пищевой промышленности, сочетающий фундаментальную научную новизну с практической значимостью и экономической эффективностью. Реализация проекта позволит создать технологическую платформу для разработки нового поколения функциональных напитков, соответствующих как текущим рыночным требованиям, так и перспективным трендам пищевой индустрии.
Ожидаемые результаты
Настоящий проект направлен на решение актуальных научных и практических задач в области создания новых функциональных материалов для пищевой промышленности, что находится в тренде современного химического материаловедения. Проведенные исследования позволят разработать научные основы создания наноматериалов с программируемыми свойствами, что имеет важное значение для развития пищевых технологий. В ходе работы будут установлены фундаментальные закономерности взаимодействия разрабатываемых наномодификаторов и гибридных материалов на их основе с ионами металлов и биологически активными соединениями, что создаст научную основу для нового поколения "умных" продуктов для производства лечебных и функциональных напитков.
Научная значимость проекта заключается в разработка универсальных подходов к созданию композиционных материалов с заданными структурно-функциональными характеристиками. Результаты исследования позволят установить факторы, управляющие селективной сорбцией металлов (железа, цинка, меди и свинца) и контролируемым высвобождения флавоноидов, что соответствует наиболее перспективным направлениям современных пищевых нанотехнологий.
Разрабатываемые технологии найдут применение в создании новых видов функциональных напитков с улучшенными свойствами, а также в усовершенствовании существующих процессов очистки и обогащения пищевой продукции. Это позволит не только обеспечить импортозамещение в данной области, но и вывести отечественную продукцию на новый качественный уровень.
Важным аспектом является социальная значимость проекта, которая проявляется в возможности производства продуктов с контролируемым составом для различных групп потребителей, снижении содержания вредных веществ в напитках и сохранении их полезных свойств. Инновационный потенциал исследования заключается в создании принципиально новых материалов и технологий, соответствующих мировым трендам здорового питания и способствующих развитию высокотехнологичных производств в пищевой промышленности и смежных отраслях.