Команда ученых из России предложила новые активные фотокатализаторы на основе природных алюмосиликатных нанотрубок с квантовыми точками сульфида кадмия на поверхности, которые синтезировались по принципу самосборки. Подобные катализаторы могут быть использованы для получения экологически чистого топлива, создания самоочищающихся поверхностей, обеззараживания медицинских инструментов и воды. Кроме того, они не токсичны для живых организмов. Результаты работы опубликованы в журнале Chemistry–A European Journal. 

Коллектив ученых из Института фундаментальной медицины и биологии КФУ, Российского государственного университета нефти и газа имени И. М. Губкина и Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН синтезировал новый фотокатализатор, представляющий собой природные алюмосиликатные нанотрубки диаметром до 20 нанометров (10-9 м). На их поверхности внутри и снаружи было сформировано около 50 квантовых точек сульфида кадмия, с небольшой примесью со-катализатора рутения для улучшения катализа и защиты от коррозии. Ученые также разработали метод самосборки наночастиц на поверхности нанотрубок, который и был применен при синтезе квантовых точек. Технология позволила увеличить квантовый выход реакции выделения водорода из водных растворов более чем на 9%. 
 
«Квантовые точки — это наночастицы полупроводников размером до 10 нанометров, обладающие уникальными оптическими свойствами. Они нашли применение во многих отраслях промышленности, включая фотонику, сенсорные технологии, биомедицину, — рассказывает один из исследователей, главный научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории ИФМиБ КФУ «Бионанотехнологии» Равиль Фахруллин. — Совместное исследование показало, что использование природных алюмосиликатных нанотрубок в качестве носителей для квантовых точек сульфида кадмия позволяет создать эффективные и малотоксичные фотокатализаторы, активные под действием видимого излучения». 
 
По словам ученых, создание новых фотокатализаторов является одним из наиболее перспективных направлений в современной химии. Такие катализаторы позволяют эффективно использовать наиболее доступный нам источник энергии — солнечный свет. Они могут применяться для разложения воды на кислород и водород, что позволяет получать безопасное и экологически чистое топливо в неограниченных количествах. При помощи фотокатализаторов можно создавать самоочищающиеся поверхности, легко стерилизуемые медицинские инструменты, очищать воду от органических загрязнений и патогенных микроорганизмов. 
 
Материалы, применяемые для фотокатализа, кроме способности к ускорению реакции должны обладать устойчивостью и не вызывать токсических эффектов в отношении организма. Для исследования влияния разработанных нанотрубок и квантовых точек на живые системы ученые протестировали действие фотокатализаторов в организме почвенной нематоды и оценили распределение наноматериалов в органах, длину тела и репродуктивную способность. Результаты не выявили острого негативного эффекта. Фотоактивные наноматериалы не были обнаружены за пределами кишечного тракта нематод, что является хорошим показателем для наносистем, многие из которых проникают в органы и ткани и отрицательно влияют на организм.  
 
Фото: EPFL/KissPNG/Indicator.Ru

Источники

В России разработали новый тип фотокатализаторов
Индикатор (indicator.ru), 01/09/2020
В России разработали новый тип фотокатализаторов
Seldon.News (news.myseldon.com), 01/09/2020
Биологи КФУ совместно с учеными РАН и РГУ нефти и газа разработали катализаторы будущего
Казанский Федеральный Университет (kpfu.ru), 02/09/2020
Ученые Губкинского университета приняли участие в разработке нового типа фотокатализаторов
Точка Опоры (to-inform.ru), 03/09/2020
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет"
ФСМНО (sciencemon.ru), 03/09/2020
Ученые Губкинского университета приняли участие в разработке нового типа фотокатализаторов
КаталогМинералов (catalogmineralov.ru), 03/09/2020
Ученые университета приняли участие в разработке нового типа фотокатализаторов
Национальная ассоциация нефтегазового сервиса (nangs.org), 03/09/2020
Ученые разработали новый тип фотокатализаторов для получения экологически чистого топлива и других целей
В мире нефтегазовых технологий (oilgascom.com), 04/09/2020
Ученые Губкинского университета приняли участие в разработке нового типа фотокатализаторов
Территория Нефтегаз (neftegas.info), 04/09/2020
Разработка нового типа фотокатализаторов
Инженер и промышленник сегодня (инжипром.рф), 05/09/2020

Похожие новости

  • 08/10/2017

    Секреты картин и криминал: как ученые из России помогают британской полиции

    ​Сергей Казарян, профессор физической химии из Имперского колледжа Лондона, рассказал, как современные методы химии и физики позволяют вычислять преступников по химическим следам отпечатков пальцев, раскрывать фальшивки и изучать историю давно минувших дней.
    1485
  • 01/09/2020

    Недостающее звено в отечественном катализе: рассказывает замиректора ИК СО РАН Вадим Яковлев

    Центр коллективного пользования «Опытное производство катализаторов» на базе Института катализа СО РАН станет местом, где будут развивать широкий спектр новых каталитических технологий, отрабатывать их у себя до опытного и опытно-промышленного уровня и потом масштабировать их на профильных предприятиях.
    591
  • 21/10/2020

    ИК СО РАН и МИСиС создали совместную лабораторию

    ​В НИТУ «МИСиС» создана научно-исследовательская лаборатория MISIS Catalysis Lab, созданная совместно с Институтом катализа им. Г. К. Борескова СО РАН (г. Новосибирск). Основное направление деятельности — решение практических задач в области химического синтеза, промышленного катализа и аддитивных технологий.
    407
  • 24/12/2019

    Выбор РИА Новости: главные достижения российской науки 2019 года

    ​Ученые в России в нынешнем году получили знаковые результаты в самых разных областях – от астрономии до археологии, причем многие достижения имеют выходы на практическое применение. Примечательно, что существенную лепту здесь внесли не только признанные научные центры, но и ведущие отечественные вузы.
    2000
  • 11/01/2021

    Достижения и открытия большой науки

    — Специалисты Института ядерной физики имени Г. И. Будкера, Института химии твердого тела и механохимии, Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН разработали и испытали прототип детектора на основе нанокомпозитного материала.
    189
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    1875
  • 13/05/2020

    Диоксид кремния и наночастицы золота увеличили чувствительность газовых сенсоров в 4 раза

    ​​Вместе эти две добавки увеличивают чувствительность детектора к бензолу и этанолу более чем в четыре раза даже в условиях влажного воздуха. Такие сенсоры могут позволить обезопасить работников промышленных предприятий.
    723
  • 15/07/2020

    Два молодёжных гранта РНФ - от палеолита до бронзы

    Фонд РНФ поддержал два проекта археологов ИАЭТ СО РАН. Грант в конкурсе «инициативные проекты молодых ученых» получила старший научный сотрудник, кандидат исторических наук Марина Нестерова. Грант в конкурсе «молодежные научные группы» – 8 ученых под руководством научного сотрудника, кандидата исторических наук Натальи Белоусовой.
    699
  • 05/10/2019

    Определены победительницы конкурса «Для женщин в науке» L'OREAL - UNESCO 2019 года

    ​Победительницами конкурса "Для женщин в науке" L'OREAL - UNESCO 2019 года стали 10 ученых из Москвы, Казани, Новосибирска, Томска и Владивостока. Каждая из них получит стипендию в 500 тыс. рублей, говорится в сообщении на сайте конкурса, опубликованном 4 октября.
    2751
  • 13/10/2020

    Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 3

    ​Часть 1. Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 2. Грозит ли программе "Академгородок 2.0" "электрический шок"? В последние годы жители Новосибирска столкнулись с новой напастью: с наступлением тепла на город периодически накатывает волна тошнотворных запахов.
    580