Неэлементарные частицы: в МАИ разработали инновационные наносорбенты
15 февраля 2017![Неэлементарные частицы: в МАИ разработали инновационные наносорбенты](/upload/iblock/08e/20170213_194543_1_.jpg)
На кафедре «Технология конструкционных материалов» Московского авиационного института (национального исследовательского университета) группа учёных под руководством доктора химических наук Камили Кыдралиевой более пяти лет ведёт работу по созданию уникальных наносорбентов.
У них большой спектр применения — это экологическая очистка почв авиационных площадок и предприятий, а также биомедицина. По словам одного из разработчиков — доцента МАИ Анны Юрищевой — наносорбенты, полученные в лабораториях МАИ, представляют собой гибридные материалы на основе оксида железа и природных полимеров. Полимерная составляющая связывает токсичные вещества, а магнитные свойства оксидов железа позволяют извлекать связанные токсиканты при приложении внешнего магнитного поля.
Магия вещества
Наносорбенты в МАИ получают в виде порошка в ходе химической реакции либо механохимического диспергирования.
— Мы берём исходные компоненты — хлориды двух- и трёхвалентного железа, гидроксид аммония и полимерный порошок — и проводим реакцию соосаждения. В осадок выпадает уже готовый сорбент, — отмечает Анна Юрищева. — В МАИ также есть специальное оборудование — шаровая высокоэнергетическая мельница. С её помощью оксиды железа и природные полимеры в виде порошков подвергаются деструкции, в результате чего возникают свободные радикалы, способные к химическим взаимодействиям.
Каждый метод имеет свои преимущества. При проведении реакции соосаждения магнитные наночастицы встраиваются в матрицу полимеров, при этом структура и свойства сорбента регулируются на стадии синтеза с помощью изменения температуры, скорости внесения поверхностно-активных веществ. Второй метод — метод диспергирования — позволяет изготавливать наносорбенты в больших промышленных масштабах. Кроме того, он более экологичен, поскольку не требует внесения растворителей.
Источник чистоты
Спектр применения наносорбентов — огромен. По словам Анны Юрищевой, ноу-хау может применяться не только в качестве средства очистки авиационных площадок, но также в биомедицине — при гипертермии и в качестве сорбентов, позволяющих связывать токсичные вещества в биологических жидкостях.
— Совместно с 3-м Центральным военным клиническим госпиталем им. Вишневского было проведено исследование возможностей применения наносорбентов для очистки лимфатической жидкости с высоким содержанием токсических компонентов у больных пациентов, — отмечает Анна Юрищева. — Полученные результаты требуют дальнейших исследований в плане оценки стабильности и токсичности наночастиц.
Исследования Анны Юрищевой и её коллег с кафедры «Технология конструкционных материалов» также направлены на разработку методов получения селективных сорбентов, настроенных на целевые металлы или органические загрязнители — пестициды, полихлорированные бифенилы, фармацевтические препараты. Помимо этого, учёные готовят техническое задание по созданию опытно-промышленной линии изготовления сорбентов для очистки сточных вод.
Высокая оценка
Результаты научных исследований в области наносорбентов были опубликованы в 2016 году в журнале «Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials». Издание входит в базу данных Scopus и Web of Science.
— Статья в «Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials» посвящена методам синтеза и свойств наночастиц оксидов железа в полимерных матрицах, — отмечает Анна Юрищева. — Вообще, за последние несколько лет проведена большая работа по наносорбентам. Например, отработаны технологические режимы их получения, изучена морфология, сорбционные и магнитные свойства, проведена экотоксикологическая оценка полученных материалов.
Отметим, что помимо публикаций в иностранных научных изданиях, Анна Юрищева и её коллеги — докладчики на российских и международных конференциях в Италии, Австрии, Венгрии, Финляндии, победители различных конкурсов. Несколько лет назад на конференции MacroMolecular Complexes (MMC-14) в Финляндии Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) присудил маёвской работе первую премию.