nbsprotВестник войск РХБ защитыJournal of NBC Protection Corps2587-57283034-279127 Научный центр10.35825/2587-5728-2021-6-1-12-27rgjuuvnbsprot-6Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОТ ХИМИЧЕСКОГО ТЕРРОРИЗМАCHEMICAL SECURITY AND PROTECTION AGAINST CHEMICAL TERRORISMПротивохимические свойства модульного защитного материалаAnti-Chemical Properties of Modular Protective MaterialЗавьяловВ. В.ZavyalovV. V.

Старший научный сотрудник отдела, канд. хим. наук, профессор АВН, член коллектива, выполняющего грант.

111024, г. Москва, проезд Энтузиастов, д. 19.

Senior Researcher. Candidate of Chemical Sciences. Professor of the Academy of Military Sciences. Grant team member.

Entuziastov passage, 19, Moscow 111024

ЗавьяловаН. В.ZavyalovaN. V.

Главный научный сотрудник управления, д-р биол. наук, профессор, академик АВН, руководитель научного коллектива, выполняющего грант.

111024, г. Москва, проезд Энтузиастов, д. 19.

Leading Researcher. Doctor of Biological Sciences, Professor. Academician of the Academy of Military Sciences. Grant team member.

Entuziastov passage, 19, Moscow 111024

27nc_l@mil.ruХолстовВ. И.KholstovV. I.

Член дисс. совета на базе 27 НЦ МО РФ, д-р хим. наук, профессор, руководитель научной школы, почетный химик Российской Федерации, академик РАЕН и АВН, член-корр. РАР и АН.

111024, г. Москва, проезд Энтузиастов, д. 19.

Member of the Dissertation Council of the «27 Scientific Centre» of the Ministry of Defence of the Russian Federation. Doctor of Chemical Sciences, Professor. Honored Chemist of the Russian Federation. Academician of the Russian Academy of Natural Sciences and the Academy of Military Sciences. Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences and the Russian Academy of Rocket and Artillery Sciences.

Entuziastov passage, 19, Moscow 111024

КовтунВ. А.KovtunV. A.

Начальник «27 Научного центра» Министерства обороны Российской федерации, канд. хим. наук, доцент.

111024, г. Москва, проезд Энтузиастов, д. 19.

Head of the Centre. Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor.

Entuziastov passage, 19, Moscow 111024

ГореленковВ. К.GorelenkovV. K.

Ведущий научный сотрудник, д-р хим. наук, профессор, член коллектива, выполняющего грант.

111024, г. Москва, Перовский проезд, д. 2, стр. 1.

Leading Researcher. Doctor of Chemical Sciences, Professor. Perovsky Passage 2, Moscow 111024

ФроловГ. А.FrolovG. A.

Доцент кафедры, канд. хим. наук, доцент, член коллектива, выполняющего грант.

119049, г. Москва, Ленинский проспект, д. 4.

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor. Grant team member

Leninsky Avenue 4, Moscow 119049

ЛягинИ. В.LyaginI. V.

Старший научный сотрудник, канд. хим. наук, член коллектива, выполняющего грант.

119234, г. Москва, Ленинские Горы, д. 1, стр. 3.

Senior Researcher. Candidate of Chemical Sciences. Grant team member.

Lenin Hills 1-3, Moscow 119991

СтепановН. А.StepanovN. A.

Научный сотрудник, канд. тех. наук, член коллектива, выполняющего грант.

119234, г. Москва, Ленинские Горы, д. 1, стр. 3.

Candidate of Technical Sciences. Grant team member.

Lenin Hills 1-3, Moscow 119991

ЕфременкоЕ. Н.EfremenkoE. N.

Зав. лабораторией, д-р биол. наук, профессор, член коллектива, выполняющего грант.

119234, г. Москва, Ленинские Горы, д. 1, стр. 3.

Laboratory Chief. Doctor of Biological Sciences, Professor. Grant team member.

Lenin Hills 1-3, Moscow 119991

Федеральное государственное бюджетное учреждение «27 Научный центр» Министерства обороны Российской ФедерацииРоссияFederal State Budgetary Establishment «27 Scientific Centre» of the Ministry of Defence of the Russian FederationRussian FederationООО «Научно-исследовательский институт эластомерных материалов и изделий»РоссияLimited Liability Company «Scientific Research Institute of Elastomer Materials and Products».Russian FederationНИПУ стали и сплавовРоссияNational University of Science and Technology MISIS.Russian FederationМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова, химический факультетРоссияLomonosov Moscow State University, Faculty of Chemistry.Russian Federation202219042023611227Copyright © Завьялов В.В., Завьялова Н.В., Холстов В.И., Ковтун В.А., Гореленков В.К., Фролов Г.А., Лягин И.В., Степанов Н.А., Ефременко Е.Н., 20232023Завьялов В.В., Завьялова Н.В., Холстов В.И., Ковтун В.А., Гореленков В.К., Фролов Г.А., Лягин И.В., Степанов Н.А., Ефременко Е.Н.Zavyalov V.V., Zavyalova N.V., Kholstov V.I., Kovtun V.A., Gorelenkov V.K., Frolov G.A., Lyagin I.V., Stepanov N.A., Efremenko E.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nbsprot.ru/jour/article/view/6

Ранее нами был разработан принцип построения модульных материалов с заданными свойствами, согласно которому металлоорганические композиты, с введенными в них наноразмерных ферментных комплексов, наносятся на тканевую унифицированную платформу. По лученные композиты становятся новой платформой для гетерогенного биокатализа. Такая платформа имеет высокую стабильность и хорошую каталитическую селективность. Целью работы является изучение свойств тканевой унифицированной платформы и установления возможности придания материалам (тканям) противохимических защитных свойств. В работе проведен анализ научно-практической информации по получению композитных волокнистых материалов с каркасными волокнистыми слоями. Исследуются свойства тканевой унифицированной платформы и механизмы защитного действия за счет нанесенной на нее фермент содержащей рецептуры. В качестве тканевой унифицированной платформы, на которую наносят другие специальные модули, предложено использовать параарамидную защитную ткань (волокно «Русар»), а также другие виды тканей – смесовые арамидно-вискозовые, арамиднохлочатобумажные, арамиднополиакрилатные, метаарамид (волокно «Номекс»). Рассмотрены физические свойства и химическое строение ароматических по лиамидов, возможные направления получения арамидных волокон, строение и структура арамидных волокон, механизмы химических процессов в полиинидных композициях различного состава. Определены подходы придания материалам (тканям) противохимических защитных свойств. Изучены каталитические характеристики волокнистых материалов, функционализированных фермент-полиэлектролитными комплексами, осуществляющими гидролиз фосфорорганических соединений и микотоксинов.

Previously, we developed the principle of constructing modular materials with specified properties, according to which organometallic composites, with nanoscale enzyme complexes introduced into them, are applied to a unified fabric platform. The resulting composites become a new platform for heterogeneous biocatalysis. Such a platform has high stability and good catalytic selectivity. The aim of the work is to study the properties of a unified fabric platform and to establish the possibility of giving materials (tissues) anti-chemical protective properties. The paper analyzes scientific and practical information on the production of composite fibrous materials with frame fibrous layers. The properties of a unified tissue platform and the mechanisms of protective action due to the enzymecontaining formulation applied to it are investigated. As a unified fabric platform on which other special modules are applied, it is proposed to use para-aramid protective fabric (Rusar fiber), as well as other types of fabrics – mixed aramid-viscose, aramid-cotton, aramid-polyacrylate, metaaramide (Nomex fiber). The physical properties and chemical structure of aromatic polyamides, possible directions for the production of aramid fibers, the structure and structure of aramid fibers, the mechanisms of chemical processes in polyinide compositions of various compositions are considered. Approaches to giving materials (tissues) anti-chemical protective properties are determined. The catalytic characteristics of fibrous materials functionalized by enzyme-polyelectrolyte complexes carrying out hydrolysis of organophosphorus compounds and mycotoxins have been studied.

защитные композиционные материалы и тканиспецифические свойства – самоочищение (самодегазация)ферменты деструкции фосфорорганических соединенийпротивохимические свойства модульных материаловanti-chemical properties of modular materialsenzymes of destruction of organophosphorus compoundsprotective composite materials and fabricsspecific properties – self-purification (selfdegassing)Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 18-29-17069).This work was carried out with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research (RFBR) (Grant № 18-29-17069).ReferencesПатент РФ № 2429319 (2011).Patent RU No. 2429319 (2011) (in Russian).Завьялов В.В., Завьялова Н.В., Холстов В.И. и др. Стратегия разработки современных средств защиты на основе металлорганических комплексов с заданными свойствами // Вестник войск РХБ защиты. 2020. Т. 4. № 3. С. 303–335. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2020-4-3-303-335Zavyalov V.V., Zavyalova N.V., Kholstov V.I. et al. Strategy for development of modern protective eqiupment based on organometallic complexes with desired properties // Journal of NBC Protection Corps. 2020. V. 4. № 3. P. 303–335. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2020-4-3-303-335 (in Russian).Завьялов В.В., Завьялова Н.В., Холстов В.И. и др. Использование модульности как принципа построения материалов на основе металлорганических каркасных структур с заданными свойствами для создания современных средств защиты // Вестник войск РХБ защиты. 2021. Т. 5. № 2. С. 165–172. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2021-5-2-162-172Zavyalov V.V., Zavyalova N.V., Kholstov V.I. et al. Use of modularity as a principle of desigh of metalorganic framework-based materials with specified properties for creating modern protective equipment // Journal of NBC Protection Corps. 2021. V. 5. № 2. P. 165–172. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2021-5-2-162-172 (in Russian).Завьялов В.В., Кужелко С.В., Завьялова Н.В. и др. Современные направления создания новых защитных материалов и тканей для средств индивидуальной и коллективной защиты от токсичных химикатов и клеток патогенов // Вестник войск РХБ защиты. 2019. Т. 3. № 3. С. 117–148. https://doi.org/10.358.25/2587-5728-2019-3-3-217-254Zavialov V.V., Kujelko S.V., Zavialova N.V. et al. Modern directions of creating new protective materials and tissues for means of individual and collective protection against toxic chemicals and pathogenic microorganisms // Journal of NBC Protection Corps. 2019. V. 3. № 3. P. 217–254. https://doi.org/10.358.25/2587-5728-2019-3-3-217-254 (in Russian).Yang G., Park M., Park S-J. Recent progresses of fabrication and characterization of fibers-reinforced composites: a review // Compos. Commun. 2019. V. 14. P. 34–42.Yang G., Park M., Park S-J. Recent progresses of fabrication and characterization of fibers-reinforced composites: a review // Compos. Commun. 2019. V. 14. P. 34–42.Михайлин Ю.А. Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы. С-П.: «Профессия». 2006. 624 с.Mikhaylin Yu.A. Heat-resistant polymers and polymer materials. S.P.: "Profession". 2006. 624 p. (in Russian).Kong H., Xu Q., Yu M. Microstructural changes of aramid fiber due to Reaction with toluene 2,4-diisocyanate under tension in scCO2 // Polymers. 2019. V. 11. № 7. e1110. https://doi.org/10.3390/polym11071110Kong H., Xu Q., Yu M. Microstructural changes of aramid fiber due to Reaction with toluene 2,4-diisocyanate under tension in scCO2 // Polymers. 2019. V. 11. № 7. e1110. https://doi.org/10.3390/polym11071110Кудрявцев Г.И., Варшавский В.Я., Щетинин А.М., Казаков М.Е. Армирующие химические волокна для композиционных материалов. М.: Химия. 1992. 236 с.Kudryavtsev G.I., Varshavsky V.Ya., Shchetinin A.M., Kazakov M.E. Reinforcing chemical fibers for composite materials. Moscow: Chemistry. 1992. 236 p. (in Russian).Ефременко Е.Н., Завьялов В.В., Завьялова Н.В. и др. Разрыв С-Р связи в фосфонатах под действием ферментных биокатализаторов // Теоретическая и прикладная экология. 2015. № 3. С. 47–54.Efremenko E.N., Zavyalov V.V., Zavyalova N.V. et al. Breaking of the C-P bond in phosphonates under the action of enzyme biocatalysts // Theoretical and Applied Ecology. 2015. № 3. P. 47–54 (in Russian).Фосфорорганические нейротоксины: монография / Под ред. Варфоломеева С.Д., Ефременко Е.Н. М.: РИОР, 2020. 380 с. ISBN: 978-5-369- 02026- 5. https://doi.org/10.29039/02026-5.Organophosphorus Neurotoxins: monograph / Eds. Varfolomeev S.D., Efremenko E.N. Мoscow: RIOR. 2020. 380 p. https://doi.org/10.29039/02026-5 (in Russian).Lyagin I.V., Andrianova M.S., Efremenko E.N. Extensive hydrolysis of phosphonates as unexpected behaviour of the known His6-organophosphorus hydrolase // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2016. V. 100. № 13. P. 5829–5838. https://doi.org/10.1007/s00253-016-7407-x (in Russian).Lyagin I.V., Andrianova M.S., Efremenko E.N. Extensive hydrolysis of phosphonates as unexpected behaviour of the known His6-organophosphorus hydrolase // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2016. V. 100. № 13. P. 5829–5838. https://doi.org/10.1007/s00253-016-7407-x (in Russian).Патент РФ №2330717 (2008).Patent RU No 2330717 (2008) (in Russian).Ефременко Е.Н., Лягин И.В. Современные биокатализаторы на основе гексагистидинсодержащей фосфорорганической гидролазы для химической и биологической защиты // Вестник войск РХБ защиты. 2019. Т. 3. № 2. С. 111–116.Efremenko E.N., Lyagin I.V. Advanced biocatalysts based on hexahistidine-containing organophosphorus hydrolase for chemical and biological defense // Journal of NBC Protection Corps. 2019. V. 3. № 2. P. 111–116 (in Russian).Efremenko E.N., Lyagin I.V., Klyachko N.L. et al. A simple and highly effective catalytic nanozyme scavenger for organophosphorus neurotoxins // J. Control. Release. 2017. V. 247. P. 175–81. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2016.12.037Efremenko E.N., Lyagin I.V., Klyachko N.L. et al. A simple and highly effective catalytic nanozyme scavenger for organophosphorus neurotoxins // J. Control. Release. 2017. V. 247. P. 175–81. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2016.12.037Lyagin I., Efremenko E. Enzymes, reacting with organophosphorus compounds as detoxifiers: diversity and functions // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. P. 1761. https://doi.org/10.3390/ijms22041761Lyagin I., Efremenko E. Enzymes, reacting with organophosphorus compounds as detoxifiers: diversity and functions // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. P. 1761. https://doi.org/10.3390/ijms22041761Lyagin I.V., Efremenko E.N. Biomolecular engineering of biocatalysts hydrolyzing neurotoxic organophosphates // Biochimie. 2018. V. 144. P. 115–121. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2017.10.023Lyagin I.V., Efremenko E.N. Biomolecular engineering of biocatalysts hydrolyzing neurotoxic organophosphates // Biochimie. 2018. V. 144. P. 115–121. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2017.10.023Lyagin I., Efremenko E. Enzymes for detoxification of various mycotoxins: origins and mechanisms of catalytic action // Molecules. 2019. V. 24. № 13. P. 2362. https://doi.org/10.3390/molecules24132362.Lyagin I., Efremenko E. Enzymes for detoxification of various mycotoxins: origins and mechanisms of catalytic action // Molecules. 2019. V. 24. № 13. P. 2362. https://doi.org/10.3390/molecules24132362.Патент РФ № 2634914 (2017).Patent RU No. 2634914 (2017) (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.