Новый российский композитный материал поможет в поиске загрязнений

Группа исследователей из Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук (ФИЦ КНЦ СО РАН) и Сибирского федерального университета (СФУ) создала новый доступный композитный материал на основе нановолокон оксида алюминия и детонационных наноалмазов. Новинка помогает выявить токсичные вещества, в том числе фенол, в производственных сточных водах.

Сегодня проблема загрязнения фенолом природных вод актуальна для всего мира. Фенол применяется в производстве пластмасс, фармацевтических препаратов, пестицидов и гербицидов. Существующие высокочувствительные методы обнаружения этого вредного вещества занимают много времени, требуют сложных и затратных процедур пробоподготовки и использования специализированного оборудования. Поэтому лля мониторинга промышленных сточных вод требуются новые и доступные решения, такие как созданный недавно в Красноярске композитный материал.

Новый материал имеет сетчатую структуру, в которой кластеры наноалмазов распределены по поверхности нановолокон. Специалисты отмечают, что такие мембранные структуры обладают рядом преимуществ перед материалами из полимерных нановолокон. Например, это более высокая термическая и механическая стабильность, повышенная химическая и биологическая стойкость, простота очистки и более длительный срок службы. Особо стоит отметить, что композит можно применять многократно, в серии как минимум из шести последовательных тестов. После каждого использования необходимо всего лишь промыть композитный диск деионизированной водой для удаления остатков компонентов реакции.

Вот как описывают использование новой российской разработки авторы проекта по ее созданию: «Процедура колориметрического анализа воды на содержание фенола с использованием полученного нами композита происходит следующим образом. На поверхность изготовленного композита, который имеет белый цвет, добавляется водный образец с предварительно внесенными реагентами. Если в образце присутствует фенол, наноалмазы в составе композита запускают цветную реакцию и композит окрашивается в малиновый цвет. Интенсивность цвета пропорциональна содержанию фенола в пробе и может быть легко оценена «на месте» по цветовой шкале. Созданный материал позволяет легко выполнять колориметрический анализ для качественного и количественного определения фенола в воде.

Тесты подтверждают, что композит можно использовать повторно, он сохраняет каталитическую функцию в течении года при хранении при комнатной температуре. Колориметрическое определение фенола и фенольных соединений очень многообещающе, поскольку результат теста виден невооруженным глазом. Количественная идентификация фенола может быть выполнена с помощью спектрофотометра, а анализ результата сделает специально созданная программа. В качестве альтернативы изображение цветного продукта можно снять камерой даже обычного телефона.

Полученные результаты открывают перспективы для разработки нового класса систем индикации многоцелевого использования, например, 2D- и 3D-сенсоров. Кроме того, предлагаемый композит может быть использован в качестве матрицы-хозяина для иммобилизации ферментов, что создает предпосылки для создания новых многоразовых систем медицинской диагностики».

По материалам ФИЦ КНЦ СО РАН