В цикле работ предложена современная трактовка строения природного органического вещества и гуминовых веществ как супрамолекулярного стохастического ансамбля продуктов окисления биомакромолекул, разработаны новые способы описания их взаимодействия как с минеральным нано- и микромиром, так и с живыми системами, полученные закономерности положены в основу решения обратных задач по направленному дизайну природоподобных материалов и процессов для создания новых экоадаптивных технологий жизнеобеспечения.
Представления о супрамолекулярном строении сложных гуминовых систем основаны на данных масс-спектрометрии ионно-циклотронного резонанса с преобразованием Фурье, которые продемонстрировали экстремальную сложность молекулярного состава и высокое химическое разнообразие этих систем. В представленном цикле работ впервые введено понятие о гуминовых системах как экосистемном метаболоме — молекулярном маркере изменения климата и новой геологической эпохи — Антропоцена. Приводятся экспериментальные данные о ведущей роли гуминовых систем в формировании наноразмерных частиц биогенных элементов (на примере железа). Дается концепция наноудобрений как природоподобной формы доставки биогенных элементов. Приводятся способы получения наночастиц металлов и наноструктурированных материалов на основе гуминовых веществ с антибактериальными и ранозаживляющими свойствами. Формулируются принципы направленной модификации природных гуминовых систем для усиления их макролигандных, окислительно-восстановительных и антиоксидантных свойств. В качестве важнейшего молекулярного механизма жизнеобеспечения рассматривается формирование эмульсий Пикеринга на границе раздела фаз вода-воздух и вода-нефть. Дается оригинальная концепция почвы как «сухой воды» — обращенно-фазовой эмульсии воды в воздухе, стабилизированной твердым органоминеральным комплексом. Рассматриваются вопросы практического применения «мягких» коллоидных материалов и эмульсий Пикеринга для разработки природоподобных технологий очистки окружающей среды. В качестве примера рассматриваются гуминово-силоксановые системы. Установлена ключевая роль защитных свойств гуминовых систем для жизнеобеспечения в условиях антропогенного стресса. Разработаны прогностические модели «структура-свойство» для биологической активности гуминовых систем на примере антивирусной активности, ингибирующей активности бета-лактамаз, антиоксидантной активности. Заложены основы направленного дизайна гуминовых продуктов с заданными биологическими и протекторными свойствами для защиты здоровья окружающей среды и человека.
Основной движущей силой и итогом представленного цикла работ является формулировка понятий «экоадаптивная химия» и «экоадаптивная технология» [1] как ответ на технологические вызовы, связанные с изменением климата, глобальностью антропогенного фактора, с необходимостью адаптации человека к новым планетарным условиям и формирования новой парадигмы химического мышления: экоадаптивный дизайн новых продуктов, процессов и технологий.

[1] Perminova I.V. From green chemistry and nature-like technologies towards ecoadaptive chemistry and technology. Pure Applied Chemistry, 2019. doi.org/10.1515/pac-2018−1110