​Апатиты — ископаемые минералы, порой сбивающие с толку своим сходством с бериллами и турмалином. Также апатит с давних пор известен как основной неорганический компонент костей и зубов животных (и, конечно, человека). Все апатиты, встречающиеся в природе, обладают различным химическим составом, но их принято относить к одной группе материалов, которые называют «материалами со структурой апатита».
 
Соединение, полученное и охарактеризованное химиками СФУ, описывается сложной на первый взгляд формулой Pb10 – xLax(GeO4) 2 + x(VO4)4 – x (x = 0, 1, 3). Фактически в его состав входит свинец и не менее обычный на нашей планете элемент лантан — серебристо-белый, покрытый сероватой окисной пленкой металл со средней температурой плавления.
 
Химики СФУ получили новое соединение методом твердофазного синтеза. Затем измерили теплоемкость этих поликристаллических образцов и рассчитали термодинамические свойства получившихся ванадатогерманатов свинца-лантана. Первоначальные результаты исследования опубликованы в журнале Inorganic Materials. По мнению авторов, эти соединения найдут широкое применение в природоохранной, биотехнологической и медицинской областях.
 
«Интерес к новым соединениям со структурой апатита, в частности к ванадатогерманатам свинца, связан с огромными возможностями их применения. Такие соединения используют в качестве лазерных и флуоресцентных материалов, применяют в медицине как совместимые с костной тканью биоматериалы.
 
Можно использовать их в энергетике (в качестве ионных проводников) и нефтепереработке (выступают катализаторами). Особое значение эти соединения приобретают в области охраны окружающей среды — это эффективные сорбенты экологически вредных и радиоактивных веществ. Интересная особенность «апатитоподобных» соединений в том, что некоторые их элементы можно заместить другими ионами», — рассказала заведующая кафедрой физической и неорганической химии СФУ Любовь Денисова.
 
Автор исследования уточнила, что если частично заменить в структуре апатита некоторые ионы — например, ионы двухвалентных металлов на ионы редкоземельных элементов, — то можно получить люминесцентные (светящиеся) и лазерные материалы. Если, например, заменить свинец в соединении Pb5(GeO4)(VO4)2 на лантаноиды, получатся соединения с общей формулой Pb10 – xLnx(GeO4)2 + x(VO4)4 – x (x = 0 – 3), которые могут применяться как новые люминофоры.
 
Люминофоры уже сейчас широко применяются для выпуска телевизоров с улучшенной, «сверхреалистичной» передачей изображения, также с их помощью можно «прокачать» экраны смартфонов и планшетов.
 
«Исследование выполнено при финансовой поддержке работ, выполняемых в рамках Государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации на 2017–2019 годы. Мы рассчитываем, что в ближайшее время синтезируем новые апатиты, не содержащие редкоземельные элементы. Ведь извлекать редкоземельные металлы из рудных соединений — нелегкая энергозатратная работа. И мы уверены, что по свойствам новые апатиты не будут уступать известным», — уточнила Любовь Денисова.

Похожие новости

  • 14/11/2016

    Ученые из Красноярска сделают алюминиевое производство более экологичным

    ​Ученые СФУ совместно с коллегами из Института химии и химической технологии СО РАН ведут исследования по созданию нового материала - автоклавного угольного пека для производства электродов. По словам технического директора РУСАЛа Виктора Манна, осуществляющего непосредственное руководство работой, внедрение "экологичного" пека на алюминиевых заводах позволит значительно улучшить состояние воздуха, достигнуть нормативных показателей по выбросам вредных веществ в окружающую среду.
    1742
  • 21/04/2017

    Красноярские физики получили нанодисперсные порошки для создания аккумуляторов водорода

    Ученые Сибирского федерального университета и Института физики имени Л.В. Киренского СО РАН разработали технологию синтеза нанодисперсных порошков магния, которые могут стать перспективным материалом для изготовления аккумуляторов водорода для автомобильного транспорта.
    1548
  • 17/06/2017

    Сорбент для ликвидации нефтяного загрязнения почвы разработали в Красноярске

    ​Биосорбент для ликвидации нефтяного загрязнения почвы и восстановления растительного покрова разработали ученые из Сибирского государственного университета имени Решетнева (СибГУ). Его использование особо актуально для северных территорий.
    1173
  • 15/09/2018

    Красноярские ученые изобрели универсальные тест-системы для поиска вредных веществ

    ​Ни для кого не секрет, что Красноярск и Норильск входят в число самых загрязнённых городов России. Загрязнённость воздуха, водных ресурсов и почвы промышленными выбросами наносит большой урон здоровью населения.
    464
  • 16/05/2017

    Ученые СФУ разработали наиболее эффективный материал для аккумулирования водорода

    Красноярские ученые получили новый материал для хранения водорода, сообщила пресс-служба Сибирского федерального университета (СФУ). Материал на основе гидрида магния может хранить массу водорода, составляющую около 7% его собственной массы, и это рекордное значение емкости для всех аналогичных материалов.
    1088
  • 06/04/2016

    Красноярские ученые создали новый ювелирный сплав

    ​Группа учёных-металлургов Сибирского федерального университета под руководством профессора Николая Довженко создала гипоаллергенный ювелирный сплав на основе палладия 850 пробы с добавками золота, родия и серебра.
    1100
  • 10/04/2019

    Красноярские ученые открыли новый материал для белых светодиодов

    ​Российско-китайская группа ученых обнаружила и описала новое соединение для производства белых светодиодов, способных оптимизировать процесс выращивания сельскохозяйственных растений. Статья опубликована в Chemical Engineering Journal.
    332
  • 18/01/2019

    В СФУ разрабатывают метод оценки самовозгорания бурого угля

    ​Аспиранты Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ создают эффективную расчётно-экспериментальную методику оценки самовозгорания бурых углей при их хранении и транспортировке. Изучаются реакционные свойства угольного топлива, создана трёхмерная математическая модель процессов тепломассопереноса с учётом химического реагирования.
    849
  • 16/04/2019

    Рентген помог российским физикам уточнить структуру воды

    ​Международный коллектив ученых точно измерил силу водородных связей между молекулами воды и опроверг популярную сегодня теорию о том, как устроена эта необычная жидкость. Новое теоретическое описание структуры воды было представлено в журнале Nature Communications.
    345
  • 21/01/2019

    Ученые исследовали биологическую активность углеродных наноструктур

    ​​Ученые Института биофизики Сибирского отделения Российской академии наук и Сибирского федерального университета исследовали биологическую активность углеродных наноструктур искусственного и естественного происхождения.
    991