Исследователи из Сибирского федерального университета разработали недорогой высокоизбирательный сорбент с «трехслойной» структурой. 

Он реагирует исключительно на цинк, содержащийся в пробах питьевой воды из артезианских скважин и в природных водоемах. Специалисты уверяют, что требуется совсем немного сорбента, чтобы определить наличие опасного металла в воде, а о его концентрации можно узнать по свечению сорбирующего агента: чем оно ярче, тем больше цинка, тем более опасна вода для живых существ.

«Мы предложили сорбент, в основе которого — оксид кремния, последовательно обработанный полиамином и ферроном. Оксид кремния очень распространен и потому дешев, полиамин, покрывающий его, работает как «клей», а феррон, посаженный сверху, отвечает за видимую реакцию на «врага». Получаются трехчастные полимерсодержащие гранулы (в больших количествах они выглядят как мелкий светлый порошок), которые заточены исключительно на поиск цинка и реагируют на него свечением.

«Это очень выгодный сорбент: его легко изготовить, и реакцию мы получаем однозначную — если в ультрафиолетовых лучах видим ярко-зеленое свечение, значит, как минимум такую воду пить нельзя, да и в сельскохозяйственных целях использовать не стоит. Содержание цинка в ней превышает допустимые пределы», — сообщила пресс-службе СФУ одна из авторов разработки, инженер-исследователь департамента науки и инновационной деятельности СФУ Ольга Буйко.

Ученые отметили, что «трехслойная» структура нового сорбента получается благодаря особому химическому взаимодействию: на поверхности оксида кремния расположены OH-группы, и отрывающиеся от них протоны создают отрицательный заряд. Ровно то же самое происходит с ферроном, который покрыт отрицательно заряженными сульфогруппами.

«Мы еще в школе усвоили, что минус от минуса отталкивается. Поэтому, чтобы скрепить как-то части этого рассыпающегося «пирога», нам понадобился полиамин с красивым названием полигексаметиленгуанидин (ПГМГ): благодаря ему получается нужное взаимодействие между всеми компонентами сорбента. Использовать эту разработку можно в государственных и частных лабораториях, центрах стандартизации.

Любую воду — из скважины на приусадебном участке, из водоема, из-под крана — можно быстро проверить на содержание цинка. Портативные датчики для туристов, геологов и путешественников сделать не получится, потому что нужен источник ультрафиолета — только в УФ-лучах сорбент светится благодаря люминесценции поверхностного комплекса цинка с ферроном. Зато и стоимость анализа, благодаря нашему сорбенту, снизится в разы. Сейчас проверить воду на примесь цинка можно с помощью методов атомной абсорбции или атомной эмиссии, это будет стоить около 500 рублей, тогда как с помощью нашего порошка можно делать то же самое за пять рублей», — уточнила Ольга Буйко.

Исследователи уверяют, что пока до коммерциализации далеко: новый сорбент еще проходит необходимые проверки и доработки. Но, вероятно, в обозримом будущем он будет взят на вооружение соответствующими организациями Красноярского края, следящими за нормами содержания тяжелых металлов в природных средах. Также сорбент-«светлячок» может помочь экологическим организациям Сибири в мониторинге и очистке водоемов от цинка.

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.
    1961
  • 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.
    1759
  • 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.
    1292
  • 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.
    548
  • 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.
    1286
  • 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.
    1162
  • 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.
    504
  • 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.
    1014
  • 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.
    467
  • 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.
    1357