Исследователи 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 – 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, и 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 реагирует 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 даже 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 5 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.
Скопировать ссылку