​Российские химики создали мембрану из молекул обычной целлюлозы, которая пропускает через себя даже самые крупные молекулы жидкостей, но при этом удерживает мельчайшие наночастицы, говорится в статье, опубликованной в журнале Cellulose.

"Обычная перегонка хорошо подходит для разделения органических растворителей, но есть и более сложные задачи. К примеру, при регенерации гомогенных катализаторов перегонка не всегда подходит, так как при высоких температурах они разрушаются. Процесс фильтрации исключает это, поскольку он проходит при комнатной температуре", — рассказывает Алексей Волков из Института нефтехимического синтеза РАН в Москве, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

В последние годы физики и химики активно работают над созданием новых наноматериалов, которые бы могли стать основой для гаджетов из научной фантастики, способных разделять тяжелые и легкие изотопы, извлекать воду из воздуха, сортировать разные элементы и исполнять многие другие задачи, которые кажутся сегодня немыслимыми.

Фильтры и мембраны из подобных материалов могли бы совершить настоящую революцию в промышленности и экономике. Их созданию часто мешает то, что они изготавливаются из дорогостоящих материалов или просто редких компонентов, которые пока можно изготавливать лишь штучным образом.

Волков и его коллеги нашли простой и дешевый способ изготовления мембран, способных "отлавливать" даже самые небольшие наночастицы, экспериментируя с молекулами целлюлозы – природного полимера, из которого состоят волокна древесины и другие растительные ткани. 

Как обнаружили российские химики, целлюлозные цепочки можно заставить самостоятельно объединиться в очень тонкий фильтр, растворив их в другом органическом веществе, N-метилморфолин-N-оксиде, и затем добавив в эту смесь присадки, которые заставили нити целлюлозы осадиться на дне сосуда и сформировать своеобразную пористую "губку".

На роль этих присадок, по словам ученых, подходят очень простые и дешевые вещества – обычная вода и различные простейшие спирты. Меняя их концентрацию, состав и другие свойства, Волкову и его команде удалось получить очень плотный, но при этом проницаемый для жидкостей материал, диаметр пор в котором не превышал и двух нанометров.

Фильтры из такой пористой целлюлозы, как показали дальнейшие опыты химиков, могут вылавливать даже самые мельчайшие наночастицы из сложных растворов разных веществ, чей диаметр не превышает и 10 нанометров. Это, по словам создателей подобных мембран, удешевит и упростит многие процессы в химической промышленности и при ведении лабораторных исследований.

Похожие новости

  • 29/03/2018

    Российские ученые создали терагерцовый источник излучения, разрушающий металл

    ​Российские ученые разработали уникальную установку, которая позволяет создавать электромагнитные поля в терагерцовом диапазоне с максимально возможной на сегодняшний день мощностью. С помощью этой установки ученые впервые разрушили тонкую пластину металла электрическим полем терагерцового импульса длительностью меньше одной пикосекунды (одной триллионной доли секунды).
    434
  • 03/05/2018

    Российские ученые научились добывать трудноизвлекаемую нефть

    Более 40% запасов нефти в России относятся к трудноизвлекаемым. Ученые из МИФИ предложили новый способ увеличения добычи для таких месторождений - экономичный и не наносящий вреда экологии. Нагрев под действием высокочастотного электрического тока приводит к растворению накопившихся в трубе скважины твердых отложений.
    414
  • 04/10/2018

    Физики впервые получили спиновый ток при помощи лазера

    Исследователи из Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН в сотрудничестве с зарубежными коллегами впервые показали, что с помощью сверхкоротких лазерных импульсов можно генерировать гигагерцовый спиновый ток.
    443
  • 18/06/2018

    Сибирские ученые превратили сельхозотходы в уникальную наноцеллюлозу

    Сотрудники Института проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИПХЭТ СО РАН) разработали новый дешевый способ получить важный для промышленности материал – бактериальную наноцеллюлозу.
    578
  • 06/11/2018

    Российские физики разработали новую микроволновую антенну

    ​Ученые из Университета ИТМО совместно с коллегами из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН предложили новую микроволновую антенну, которая создает однородное магнитное поле в большом объеме и позволяет синхронизировать электронные спины группы дефектов в структуре наноалмаза.
    227
  • 14/12/2018

    Грантополучатели РНФ в программе России-24 «Наука»

    Несколько дней назад вручили Нобелевскую премию за исследования в области лазерной физики. В России тоже успешно работают в этой области. Так, Лаборатория лазерного воздействия Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН Михаила Аграната разработала и совершенствует фемтосекундный лазерный скальпель – оптический пинцет, который работает в бесконтактном режиме и помогает с генетической диагностикой эмбриона, если ему от родителей передались какие-то аномалии.
    533
  • 20/11/2018

    Ученые установили, что набеги насекомых остаются в памяти деревьев

    Оригинальный способ предсказания будущих атак вредителей растений разработан учеными Института проблем экологии и эволюции РАН Булатом Хасановым и Робертом Сандлерским. Они предложили оценивать число вредителей по структуре древесины.
    169
  • 16/05/2018

    Российские биохимики нашли новые ферменты с необычной активностью

    ​Российские ученые охарактеризовали новые ферменты-трансаминазы, которые могут работать как в типичных для своего семейства реакциях, так и в нехарактерных для него. Результаты работы будут полезны в фундаментальном аспекте для поиска и предсказания свойств ферментов по их аминокислотной последовательности и для использования в биотехнологических процессах.
    468
  • 15/08/2018

    Описаны механизмы увеличения энергии электронов в химических реакциях

    ​Ученые описали, как можно увеличить энергию электронов в ходе химических реакций. Принципы этого процесса используются в химическом синтезе, однако детально их ранее не исследовали. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ и опубликована в журнале Angewandte Chemie.
    371
  • 26/12/2018

    Какими научными достижениями запомнится 2018 год

    ​Мода на рейтинги и хит-парады не обошла и науку. Многие журналы и агентства назвали лучшие работы 2018 года. Сразу надо отметить одну особенность. Последние годы явным фаворитом был космос, а точнее, открытие гравитационных волн, зафиксированных при слиянии двух "черных дыр".
    700