Piękne, zadbane sady i ogrody zachwycają nas niemal o każdej porze roku. Podziwiając je, nie myślimy o tym, ile zabiegów pielęgnacyjnych wymagają, by cieszyć nasze oko barwnymi kwiatami oraz być źródłem zdrowych, dorodnych owoców i warzyw.

Sercem ogrodów są rośliny, które do prawidłowego wzrostu i rozwoju potrzebują m.in. wody i składników mineralnych. Substancje pokarmowe są pobierane głównie z gleby za pomocą systemu korzeniowego. Nasz wzrok w ogrodzie przyciągają nadziemne organy roślin, czyli pędy z łodygami i liśćmi, a czasem również z kwiatami lub owocami.

Podstawową jednostką budulcową organizmu roślinnego jest komórka, chroniona przed niekorzystnymi warunkami otoczenia przez ścianę komórkową. Za strukturę i właściwości mechaniczne ściany komórkowej odpowiadają znajdujące się w niej naturalne polimery, głównie polisacharydy: celuloza, hemiceluloza i pektyny.

Rośliny są również rezerwuarem wielu substancji bioaktywnych, w tym czułych na zmiany charakteru kwasowo-zasadowego środowiska. Jest to łatwe do zaobserwowania u hortensji, których kwiaty, dzięki obecnym w nich antocyjanom, są niebieskie lub różowe w zależności od pH gleby.

Występujące w roślinnej ścianie komórkowej polisacharydy, które są biodegradowalne, stanowią potencjalną alternatywę dla syntetycznych polimerów używanych w produkcji opakowań. „Inteligentne opakowania”, zawierające np. substancje czułe na pH, poprzez zmianę swojego zabarwienia mogą informować o jakości znajdujących się wewnątrz produktów.

W laboratoriach Zakładu Mikrostruktury i Mechaniki Biomateriałów Instytutu Agrofizyki PAN zajmujemy się m.in. badaniami właściwości polisacharydów roślinnej ściany komórkowej. Na filmie przedstawimy kilka wykorzystywanych przez nas metod analitycznych (m.in. FTIR – spektroskopia w podczerwieni z transformatą Fouriera oraz PCS – spektroskopia korelacyjna fotonów). Chcemy zaprosić Widzów w podróż, zaczynającą się w ogrodzie, wiodącą przez „gąszcz” elementów budowy roślin, „zagmatwane” struktury polisacharydów, aż do „inteligentnych i czułych” kompozytów.

Prezentowane na filmie materiały otrzymano m.in. dzięki wsparciu grantów: OPUS UMO-2018/29/B/NZ9/00141 oraz PRELUDIUM BIS 2 2020/39/O/NZ9/00241 finansowanych przez Narodowe Centrum Nauki.

Udział Instytutu Agrofizyki PAN w XVIII Lubelskim Festiwalu Nauki DOFINANSOWANO ZE ŚRODKÓW BUDŻETU PAŃSTWA W RAMACH PROGRAMU "SPOŁECZNA ODPOWIEDZIALNOŚĆ NAUKI".