The review summarizes the results of experimental studies of physiological processes occurring in the organism of higher plants during their interaction with silver nanoparticles. According to the available data, silver nanoparticles can be internalized by plant roots and leaves and then transported throughout the plant organism via the apoplastic and symplastic pathways. When silver nanoparticles enter the plant’s body, they trigger a cascade of intracellular reactions. Depending on exposure conditions, silver nanoparticles can both have a positive effect, such as increased plant growth and activation of specific and nonspecific plant defense mechanisms, and a negative effect, such as plant development inhibition. The key factors determining the effect of silver nanoparticles on higher plants, such as the dosage and the route of exposure, as well as the physicochemical parameters, including the size of nanoparticles and the nature of the surface stabilizer were reviewed. Promising directions for further research were considered.

В обзоре обобщены результаты работ по экспериментальному изучению физиологических процессов, происходящих в организме высших растений при их взаимодействии с высокодисперсным серебром. Показано, что наночастицы серебра способны к интернализации корнями и листьями растений, а затем к перемещению по всему растительному организму по апопластному и симпластическому путям. Попадая в организм растения, наночастицы серебра вызывают каскад внутриклеточных реакций. В зависимости от условий воздействия наночастиц, они могут приводить как к усилению роста растений и активизации в них процессов специфической и неспецифической защиты, так и к негативным последствиям, таким как угнетение развития. Показаны ключевые факторы, определяющие направленность и интенсивность воздействия наночастиц серебра на высшие растения, такие как доза и путь поступления наночастиц, а также их физико-химические параметры, включая размер наночастиц и природу поверхностного стабилизатора. Рассмотрены перспективные направления дальнейших исследований.

A field trial to study the effect of preplant and foliar treatment of potatoes (lat. Solanum tuberosum) of Red Scarlett variety with dispersions of silver nanoparticles stabilized with polyhexamethylene biguanide hydrochloride was conducted. Silver nanoparticles were obtained by chemical reduction and characterized by UV–Vis spectrophotometry, transmission electron microscopy, and dynamic light scattering. The obtained nanoparticles were roughly spherical shape with the average diameter of 4.92 ± 2.66 nm. Preplant treatment of potato tubers and foliar treatment of potato plants were conducted with dispersions of silver nanoparticles with the concentrations of 5 and 0.2 mg/L, respectively. The treatment of potato with the dispersions resulted in an increase in values ​​of morphological indicators such as stem height, tops weight and leaf weight which in turn caused a significant increase in the yield (from 10.6 to 21.9% compared to the control variant) and commercial quality of the tubers. Notably, the maximum increase in the yield was obtained with the largest number of the treatments. In addition, silver dispersions showed a phytoprotective effect on potato plants which manifested in a decrease in damage to leaves by Phytophthora infestans from 30 to 7–8%. An explanation for the observed phytoprotective effect of silver nanoparticles based on the analysis of enzymatic activity in plant leaf tissues was proposed. The obtained results demonstrate high potential of application of drugs based on silver nanoparticles in horticulture as means of stimulating of growth and protection of plants.

Приведены результаты расчёта вариантов плазменной технологии переработки отходов производства и потребления (ОПП) различного морфологического состава и показана перспективность объединения высокотемпературного плазменного конвертера (ВТПК) с блоком алга-технологий (БАТ), в котором происходит выращивание и переработка микроводорослей Chlorella vulgaris в биодизельное топливо, биомассу и глицерин. Проведен технико-экономический анализ работы Комплекса ВТПК+БАТ в зависимости от основных технологических и экономических факторов. Высокая степень декарбонизации при эксплуатации Комплекса ВТПК+БАТ достигается за счёт полного извлечения CO из технологических потоков, высокой степени внутреннего использования CO (до 88%) и заменой (до 98%) природного газа вырабатываемым биодизелем и горючими компонентами пирогаза. Показана перспективность переработки побочного продукта глицерина в триацетин переэтерификацией триглицеридов жирных кислот метанолом и предложена технология переэтерификации в сложной реакционно-ректификационной колонне с боковыми ректификационными колоннами, обеспечивающая выход триацетина до 94%. На базе разработанного совмещенного процесса предложен вариант Агро-Промышленно-Коммунального Кластера (АПКК), перерабатывающий отходы коммунального сектора промышленно-сельскохозяйственных предприятий и обеспечивающий их сырьём и энергоносителями.

This review contains the results of experimental studies of recent years dedicated to the resistance of bacteria to the action of nanosized silver and describes the putative molecular mechanisms of its development. Emphasis is placed on the study of works devoted to the investigation of the mechanisms of the resistance of bacteria to silver ions, which are the main factor of the bactericidal action of nanoparticles. The review also contains suggestions for further research aimed at developing of ways to overcome the problem of resistance of individual bacterial strains to the action of nanosilver and methods preventing its further spread.

The growing number of clinical cases of the discovery of new antibiotic-resistant bacterial strains makes it necessary to search for alternative ways to solve the problem of multidrug resistance. Colloidal silver stabilized with different compounds, including those with biological activity, is a promising approach to problem of antimicrobial resistance, at least when it is applied topically in the treatment of complicated infectious lesions of the mucous membranes and skin. This review summarizes the results of experimental studies of the mechanisms of the antibacterial action of silver in the ionic and nanodispersed forms. Special attention is paid to works of the last decade that compared the differences in the action of ionic and colloidal silver at the molecular level. It was shown that silver nanoparticles certainly possess an additional bactericidal factor due to their effective binding to the bacterial membrane and the rupturing its structure, which leads to a significant increase in the intracellular concentration of Ag+ ions.