CIEP智力SHOW 92 俄罗斯特辑丨俄罗斯科学院远东分院的项目合作需求（中俄双语）

项目概况：迄今为止，在阳光对半导体材料的作用下利用光催化氧化过程净化水和空气的方法是一种发展较快的、且对环境无污染的净化方法。而有机化合物是工业企业所排废水中的主要有毒成分，因此，在无需引入其他化学试剂的条件下，其氧化破坏作用无论是在环境还是在经济方面都是具有重要的现实意义和发展前景的。可以通过下列解决方案找到两个平行方向上可见光光催化剂：

1.寻找能够在阳光作用下有效破坏有机污染物的稳定光催化剂；

2.作为可见光的合成透视光催化剂评估生物毒性，并评估在光催化剂作用下被破坏的污染物的生物毒性。

为了有效解决该问题，一方面必须对光催化和吸附过程的基本步骤、个体特征进行详细的研究，另一方面必须检查光催化剂在生物物质上的毒性作用。此类研究应包含典型的数据组，即：有必要以最小的连续性多次进行测量，但实际上只能在自动模式下进行。

项目旨在创造和完善自动化装置：1.在单个装置内光反应和测量单元的创新联合体基础上在探寻可见光光催化剂时研究光催化和吸附过程（图1）；2.在监测条件下通过增加/减少小浮萍生物（Lemna minor）研究光催化剂和研究污染物的分解产物的生物毒性（图2）；3.为创造的自动化装置开发软件以及研究方法（图1c、图2）。

自动化光催化综合体。根据文献综述，有机染料是研究光催化过程最常用的基质。分析光催化剂作用下基质着色溶液浓度降低的最常用方法是光度法。作为在自动化光催化综合体条件下光催化分解的基质，选择了亚甲基蓝作为“in situ”条件下的分析方法，即光度法。基于亚甲基蓝光谱中等于670nm的最长吸收线，选择波长常数650nm及输出电功率为5mw的激光模块HLM1230作为光源。通过光敏电阻VT90N2在光催化作用过程中分析亚甲基蓝的光密度变化。自动化光催化综合体的结构特征以图1a中的样机形式呈现。创造的设备外形如图1b所示。

该设备允许：获得光催化过程的动力学依赖性（最小的仪表误差及最低的研究人员人工费用）；减少光催化动力学曲线的试验点之间的时间离散性；考虑到基质的吸附和自分解过程；对光催化系统进行平行和循环研究；使用不同光谱特征的光刺激辐射源；保持研究过程的恒温条件；研究与光催化作用无关的过程（粉末沉淀、溶解染料、沉积物分离或溶解）。

自动化生物毒性研究设备。高等植物被广泛用于评估环境的污染程度；浮萍（Lemna minor）是评估水介质毒性水平最具前景的生物学物质。由于浮萍在远东地区的广泛应用、及其易于繁育的特征、营养器官的高再生性（茎和叶不分区）、并对具有生物毒性的物质有良好的反应，小浮萍是“in situ”条件下生物量变化评估自动化研究用的最有发展的物质。在本项目范围内，小浮萍作物的种植是在4容器装置中完成（图2），并且所有的容器隔间的克诺普培养基在LED植物光照射作用下的恒定水温和空气温度相应保持在28℃和30℃（其中1个容器的总功率为12w）。生物量生长动态是每隔一段固定的时间间隔利用光固定和植物的水上部分生长/缩小的计算结果自动通过专业化软件进行确定的。

项目前景：

项目可应用于：

1.环境保护领域的研究（水处理）；

2.水光解领域的基础性研究（氢的生成）；

3.半导体物理领域的基础性研究（光催化作用）；

4.制药学（吸附、生物毒性的研究）。

机构信息

所属机构：俄罗斯科学院远东分院哈巴罗夫斯克科学中心材料学研究所

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения Российской академии наук

所需资源描述

拟合作方式：在该项目范围内计划进行物质的光催化和吸附活性的鉴定合作。利用研发的生物测试方法研究光活性物质影响下被研究污染物破坏的完整性。

Автоматизация исследования биотоксичности, каталитической и сорбционной активности перспективных фотокатализаторов видимого света в условиях «in situ»

На сегодняшний день одним из интенсивно развивающихся и экологически безопасных методов очистки вод и воздуха является использование процесса фотокататалитического окисления под действием солнечного света на полупроводниковых материалах. Органические соединения не редко являются основным токсичными компонентами сточных вод промышленных предприятий, поэтому задача по их окислительной деструкции без привлечения дополнительных химических реагентов является актуальной и перспективной как с эколологической, так и экономической стороны вопроса. Решением данной задачи может быть поиск перспективных фотокатализаторов видимого света в двух параллельных направлениях: 1. поиск стабильных фотокатализаторов способных эффективно разрушать органические загрязнители под действием солнечного света; 2. оценка биотоксичности как синтезированных перспективных фотокатализаторов видимого света, так и оценка биотоксичности загрязнителя, разрушенного под действием фотокатализатора.

Для эффективного решения поставленных задач необходимо детальное исследование, как основных стадий, так и индивидуальных особенностей фотокаталитического и сорбционного процессов с одной стороны и проверка отсутствия токсического воздействия фотокатализатора на биологические объекты с другой стороны. Подобные исследования должны содержать представительный массив данных т.е. возникает необходимость в проведении большого числа измерений с минимальной дискретностью, которое на практике возможно осуществить только в автоматическом режиме.

Проект направлен на создание и совершенствование автоматизированных установок: 1. по исследованию фотокаталитического и сорбционного процессов при поиске перспективных фотокатализаторов видимого света, на основе инновационного объединения фотореакционной и измерительной ячеек в рамках одного устройства (Рис 1); 2. по исследованию биотоксичности фотокатализаторов и продуктов разложения исследуемых загрязнителей путем отслеживания увеличения/уменьшения биомассы ряски малой (Lemna minor) в контролируемых условиях (Рис 2); 3. Разработка программного обеспечения и методик исследования для созданных автоматизированных установок (Рис 1 в, Рис 2).

Автоматизированный фотокаталитический комплекс (АФК). Согласно обзору литературы наиболее распространенными субстратами для исследования процесса фотокатализа являются органические красители. Наиболее распространенным методом анализа снижения концентрации окрашенного раствора субстрата под действием фотокатализатора является фотокалориметрический метод. В качестве субстрата для фотокаталитического разложения в условиях АФК был выбран метиленовый синий (МС), в качестве метода анализа «in situ» - фотокалориметрический. На основе максимальной линии поглощения в спектре МС равной 670 нм в качестве источника света был выбран лазерный модуль HLM1230 с постоянной длинной волны 650 нм и выходной электрической мощностью 5 мВт. Анализ изменения оптической плотности МС в процессе фотокатализа осуществлялся с помощью фоторезистора VT90N2. Конструкционные особенности АФК представлены в виде прототипа на рисунке 1а. Внешний вид созданной установки представлен на рисунке 1б.

Созданная установка позволяет: получать кинетические зависимости фотокаталитических процессов с минимальными инструментальными погрешностями и трудозатратами исследовательского персонала; уменьшать временную дискретность между экспериментальными точками кинетических кривых фотокатализа; учитывать процессы сорбции и саморазложения субстрата; проводить параллельные и циклические исследования фотокаталитических систем; использовать источники фотостимулирующего излучения с разными спектральными характеристиками; термостатировать исследуемые процессы; исследовать процессы не связанные с фотокаталитическими (осаждения порошков, растворения красителей, выделения или растворения осадков).

Автоматизированная установка по исследованию биотоксичности. Использование высших растений широко применяется для оценки уровня загрязнения окружающей среды. Перспективным биологическим объектом применяемым для оценки уровня токсичности водной среды является ряска малая (Lemna minor). Благодаря широкому распространению на Дальнем востоке, неприхотливости в культивации, высокой редуцированости вегетативных органов (нет расчленения на стебель и лист), хорошему отклику на присутствие биотоксичных веществ ряска малая является перспективным объектом для автоматизированных исследований по оценке изменения биомассы в условиях «in situ». В рамках проекта выращивание культуры ряски малой производится в 4-х кюветной установке (Рис 2) с поддержанием во всех кюветных отделениях постоянной температуры воды (28°С) и воздуха (30°С) на питательной среде Кнопа под облучением светодиодов фитоспектра общей мощностью 12 Вт на 1 кювету. Определение динамики роста биомассы осуществляется в автоматическом режиме через равные промежутки времени посредством фотофиксации и дальнейшего вычисления прироста/убыли площади надводной части растений посредством специализированного ПО.

В рамках проекта планируется сотрудничество по аттестации фотокаталитической и сорбционной активности веществ. Исследования по полноте разрушения исследуемого загрязнителя под воздействием фотоактивных веществ с использованием разработанной методики биотестирования.

·03·

活性硅微量元素肥料

项目信息

项目概况：

应用领域：农业。

“Silaktiv”系列的活性硅微粒元素肥料为俄罗斯科学家发明。农业必要的大部分土壤中缺乏植物所需的硅，这是打开植物体潜能的限制性因素。

更易受硅积累影响的农作物，如小麦、大麦、玉米、稻米更加无法承受硅缺乏。

硅最重要的功能之一为刺激生长。种子中的硅达到饱和时，二级和三级幼根的数量增加，根系更发达、功能更强。通过处理植物生长使叶面积增长，为活化光合作用提供有力条件。表皮中积累起来时，硅形成更坚固的细胞壁，增加组织韧性，由此庄稼倒伏危险降低。

肥料运输方便：使用前对原始肥料进行稀释，稀释到1/1000的比例。在将桶中溶液与其它制剂混合。既可以在露天土壤中，也可以在温室中使用。但是其不可作为万能药，只有使用其它标准农业技术方法才能显现其功效。

项目前景：2017年“Silaktiv”在远东农业科学研究所基地完成试验，实验是在“batya”等级大豆基础上进行的。

微粒元素肥料已经过俄罗斯联邦国家注册。此项发明在中国的媒体上曾做过报道。

机构信息

所属机构：俄罗斯科学院远东分院水和生态问题研究所

Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения РАН

所需资源描述

拟合作方式：“Silaktiv”的微粒元素肥料向中国农业生产商出口，根据中国境内特定的土壤-气候条件下的具体农作物改进“Silaktiv”应用工艺。

可提供的合作资源：可提供微粒元素肥料样品。

Микроудобрение на основе активного кремния

Область применения: Сельское хозяйство.

Микроудобрение на основе активного кремния линейки «СИЛАКТИВ» является изобретением российских ученых. Большинство почв под сельскохозяйственные нужды испытывают дефицит доступного для растений кремния, что служит лимитирующим фактором раскрытия потенциала организма растения.

Одной из важнейших функций кремния является стимуляция развития. При кремниевом насыщении семян увеличивается количество вторичных и третичных корешков, корневая система более развита и функциональна. Обработка по вегетации приводит к увеличению площади листьев и создает благоприятные условия для активизации фотосинтеза.

Накапливаясь в эпидермисе, кремний формирует более прочные клеточные стенки и увеличивает прочность тканей, в результате чего снижается опасность полегания посевов.

Удобрение удобно в транспортировке: исходная форма разводится перед употреблением в 1 000 раз. Совместим с другими препаратами в баковых смесях. Возможно применение как в открытом грунте, так и в теплицах. Не является панацеей, показывает эффективность только при использовании других, стандартных, агротехнических приемах.

О авторе изобретения рассказывалось и в китайских средствах массовой информации.

Готовность к реализации проекта: микроудобрение прошло государственную регистрацию.

В 2017 году СИЛАКТИВ прошел испытания на базе Дальневосточного НИИ Сельского хозяйства. Испытания провдены на сое сорта «БАТЯ».

Предполагаемая форма сотрудничества: экспорт микроудобрения «СИЛАКТИВ» китайским сельскохозяйственным производителям, адаптация технологии применения СИЛАКТИВ к конкретным сельскохозяйственным культурам в определенных почвенно-климатических условиях на территории КНР.

如对相关项目有合作意向

可联系我们获取更多详细资料

联系人：段晓宇 15804505626

邮箱：duanxiaoyu0158@163.com