Необятният свят на наноматериалите

Учените проучват прилагането им – от катализатори за екологията до носители на лекарствени вещества

Проф. Маргарита Попова от Института по органична химия с Център по фитохимия към Българската академия на науките е утвърден учен с международен авторитет в областта на получаването и приложението на нови нанопорести материали. Тя е автор на 114 научни публикации, които имат над 1850 независими цитирания. H-индексът съгласно базата данни Scopus е 24. Работи върху получаването на нови наноразмерни материали, използвани като катализатори в процеси за опазване на околната среда и като носители на лекарствени вещества. Участвала е в изпълнение на 23 проекта, финансирани от Фонд „Научни изследвания“ и по двустранни сътрудничества. Има над 70 участия на международни конференции, където е изнесла 35 доклада. Член е на Изпълнителния съвет на Националната научна програма „Нисковъглеродна енергия за транспорта и бита (Е плюс)“. Координатор е за Института по органична химия с Център по фитохимия в Центъра за върхови постижения „Мехатроника и чисти технологии“.
Тази година й е присъдена наградата „Питагор“ за утвърден учен в областта на природните и инженерните науки.

Проф. Попова (вдясно) и колегите Ӝ работят по научни задачи за опазване на околната среда и получаване на енергия и химикали от възобновяеми източници.

Зина СОКОЛОВА

Научните интереси на проф. Маргарита Попова са в областта на нанотехнологиите. По думите ѝ те предоставят уникални възможности за решаване на важни социално значими проблеми, свързани с опазване на околната среда, намаляване на парниковите емисии, получаване на енергия и химикали от възобновяеми източници. Друга област на приложение е разработването на иновативни лекарствени системи с потенциална употреба в диагностиката, превенцията и терапията на различни заболявания.
„Занимавам се с получаване на наноматериали – казва тя. – В зависимост от своето приложение те трябва да имат различни характеристики. Чрез оптимизиране на процедурите за тяхното получаване можем да проведем т.нар. насочен синтез, при което се получават материали с желани свойс-
тва. Досегашните ми изследвания са свързани с прилагане на оригинални подходи за разработване на нови наноразмерни материали, включващи мезопорести силикати с различна структура, йерархични зеолити и наноразмерни метални оксиди с предварително зададени свойства, които са предпоставка за тяхното успешно приложение в различни области – например като катализатори за процеси, свързани с опазване чистотата на въздуха и оползотворяване на отпадъчна биомаса или като носители на лекарствeни вещества, осигуряващи тяхното контролирано доставяне в орални, дермални или парентерални системи.“
Изчерпването на изкопаемите горива и екологичните проблеми, свързани с тяхното използване, налагат търсенето на нови алтернативни източници на енергия и ценни химически съединения. Едно от предизвикателствата в областта на опазването на околната среда е свързано с разработването на катализатори за окисление на летливи органични съединения с цел тяхното елиминиране при по-ниски температури в сравнение с температурите, при които работят търговските катализатори. Тези съединения са много токсични, въпреки че са в ниски концентрации, и са сериозна заплаха за нашето здраве. Чрез прилагане на подходяща процедура за синтез са получени наноразмерни метални оксиди и йерархични зеолити. Те показват отлични каталитични резултати за оползотворяване на отпадъчна биомаса до ценни химикали и биогорива. Създаването на устойчиви и безотпадни технологии би допринесло за повишаване конкурентоспособността на производства, основаващи се на концепцията за кръгова икономика. Важен етап в създаването на тези технологии е разработването на ефективни наноразмерни катализатори. Те са в основата на „зелената“ химия, в която са и основните интереси на проф. Попова.
„Работим и върху приложни проекти за наноструктурирани катализатори и смятаме да защитим интелектуалната собственост с патент – казва тя. – Разработваните досега от нас катализатори са с по-висока цена. А за един катализатор е важно, освен да бъде активен и селективен, да бъде и евтин.“
Сред най-сериозните проблеми при лекарствените вещества е ниската им разтворимост, което пречи за тяхното ефективно усвояване. Необходимостта от чести приеми, за да се осигури терапевтичната доза, е неудобна за пациента.
С разработваните от учените носители ще се подпомогне по-ефективното усвояване на лекарството и ще се намали честотата на неговия прием.
„През 2011 г. поставихме началото на ново научно направление в България, насочено към разработване на ефективни системи за доставяне на лекарствени вещества чрез използване на модифицирани мезопорести силикати – казва проф. Попова. – През 2018 г. беше защитена първата докторска дисертация в страната по тази тематика, под мое ръководство, от Ивалина Трендафилова. Иновативно решение за намаляване на нежеланите странични ефекти и постигане на целево доставяне и контролирано освобождаване на лекарствени вещества с дразнещо или токсично действие са разработените от нас нови композитни материали. Те са особено подходящи при противотуморни лекарствени вещества. Разработването на лекарства, доставящи системи на основата на мезопорести силикати, е ново и в световен мащаб направление (началото е през 2001 г.), което дава допълнителен импулс за проучвания.“
Предизвикателство за проф. Попова и колегите ѝ е и работата по изпълнение на научните задачи, заложени в проект за изграждане на Център за върхови постижения „Мехатроника и чисти технологии“.