Наноочищение воды и почвы

Наноочищение воды и почвы

Новые наночастицы позволяют быстро и просто очистить среду от загрязняющих веществ.

Химические загрязнители часто оказываются трудноуловимыми и трудноуничтожимыми – молекулы многих пестицидов и, например, бисфенола А, используемого в производстве пластмасс, в обычных условиях весьма устойчивы к разложению, так что очистка вод и почв от таких веществ становится весьма недешёвым и долгим делом: ведь здесь нужно как-то выловить загрязнители из среды, чтобы потом уничтожить их специальными методами.

Наночастицы с гидрофобным ядром (красным) и гидрофильной оболочкой (в виде «проволочных хвостов» на поверхности красного ядра); лишённые гидрофильной оболочки, наночастицы и налипшие на них молекулы загрязнителя слипаются в большие надмолекулярные агрегат

Исследователи из Массачусетского технологического института создали особые наночастицы, которые могут весьма упростить борьбу с такими загрязнителями. Фердинанд Брандл (Ferdinand Brandl), Николя Бертран (Nicolas Bertrand) и их коллеги синтезировали полимерное вещество из полиэтиленгликоля и полиактовой кислоты – первый входит в состав глазных капель, зубных паст, слабительных средств и т. д., и, следовательно, безвреден, а вторая служит одним из основных компонентов биоразлагаемого пластика. Наночастицы из такого полимера состоят из гидрофобного ядра и гидрофильной оболочки; благодаря молекулярным силам гидрофобные загрязнители, стараясь добраться до внутреннего слоя наночастицы, будут прилипать к её поверхности.

Но в таком виде загрязнитель так и будет пребывать в растворе, пусть и прилипнув к наночастицам. Фокус же в том, что полимер, из которого сделаны частицы, разрушается под действием ультрафиолета так, что гидрофильная оболочка исчезает, а гидрофобное ядро разворачивается, «взрывается» – его больше не стабилизирует гидрофильная оболочка, которая благодаря взаимодействию с водой удерживала внутренности частицы в компактном состоянии. Развёрнутые частицы с налипшими молекулами загрязнителя слипаются друг с другом, и в результате получается довольно крупный надмолекулярный агрегат. Только в отличие от отдельных вредных молекул и отдельных частиц такие агрегаты легко собрать: их можно осадить центрифугированием или, например, просто отфильтровать.

В статье в Nature Communications авторы пишут, что с помощью таких наночастиц им удалось очистить растворы, содержащие фталаты и бисфенол А, которые вмешиваются в пути гормональных сигналов; также частицы оказались эффективны при очистке почвы от ароматических полициклических углеводородов, которые образуются при неполном сжигании различных видов топлива и которые, как известно, могут быть сильным канцерогенами. Обратно в наночастицу развернувшийся полимер сложиться не может, а если по какой-то причине полимерный микрокомок не осядет и не отфильтруется, то, сделанный из биоразлагаемого материала, со временем разрушится сам, то есть никакого прибавочного загрязнения не будет.

Огромный плюс метода – в его простоте: вещество наночастиц синтезируется при комнатной температуре, модифицировать их никак не надо (вещества из раствора они выхватывают неспецифично и годятся для любых гидрофобных химикатов), очистка происходит без сложных многоступенчатых процедур.

Кроме того, достаточно большое соотношение площади поверхности к объёму позволяет на небольшое количество наночастиц поймать много вредных молекул. По первоначальной мысли авторов работы, такие частицы должны были доставлять лекарство к раковым клеткам, однако камнем преткновения стала необходимость ультрафиолета, который, во-первых, плохо проходит сквозь кожу, во-вторых, повреждает ДНК в тех клетках, в том числе и здоровых, до которых он всё-таки дошёл.

 И всё же метод может найти применение не только в очистке окружающей среды от загрязнителей, но и в медицине, фармакологии, аналитической химии и даже в пищевой промышленности: например, с помощью разворачивающихся и слипающихся наночастиц можно удалять кофеин при приготовлении декофеинизированного кофе.

Newsland.ru

Похожие новости:
В США проходит международный конкурс энергоэффективных домов
В США прошел Международный конкурс энергоэффективных домов. Мероприятие организовано министерством энергетики США и собрало 19 команд студентов-архитекторов из Америки, Китая и Новой Зеландии. Экспертная комиссия оценивала дома по десяти признакам, за каждый из которых был максимум 100 очков. Выиграла та команда, которая набрала ..
2011-10-27 1995 0 Технология
0
Радиационные технологии, или Как уберечься от террористов
Вчера в ВВЦ прошел круглый стол кластера ядерных технологий фонда «Сколково» на тему «Технологическая платформа «Радиационные технологии» для обеспечения безопасности: от идеи до продукта». Участники мероприятия обсудили состояние, перспективы и ограничения развития российского рынка, конкурентоспособность отечественных поставщиков, а также ..
2011-10-27 1613 0 Технология
0
В Армении рассчитана общая доля возобновляемой энергетики
Согласно расчётам, проведённым Министерством энергетики и природных ресурсов Армении, доля электроэнергии, вырабатываемой за счет возобновляемых источников энергии в стране, составляет около 7% в совокупной выработке. По словам министра энергетики и природных ресурсов Армении Левона Шахвердяна, по состоянию на прошлый ..
2011-10-27 1694 0 Технология
0
Электромобили - альтернативное будущее автопрома
В Москве на форуме по нанотехнологиям представлены новые электромобили, в том числе в сегменте общественного транспорта: электробус - тот же троллейбус, но непривязанный к электролинии.Источник: newstube.ru ..
2011-10-28 1526 0 Технология
0
Будущее - за пневмолифтами
Необычные «воздушные лифты» презентовали карагандинские ученые. Сделаны они на местном машиностроительном заводе. И как уверяют создатели, аналогов этим подъемникам нет во всем мире, сообщает «31 канал». Внешне пневмолифты похожи на поршень. В них нет привычных канатов и направляющих. Они работают на воздушной подушке. Сначала ..
2011-10-29 2683 0 Технология
0
Кольцевой воздушный ветрогенератор получил престижную награду
В ближайшие месяцы американские инженеры испытают систему генерации энергии, которая представляет собой парящий в небе пропеллер в надувной оболочке. На полукилометровой высоте скорость ветра в семь раз выше, чем у верхушек 100-метровых наземных ветряков. А с ускорением воздушных потоков мощность ..
2011-10-29 2746 0 Технология
0
Эконоватор обещает накачать нефти из старых шин
ЗАО «Эконоватор», контролируемое группой воронежских предпринимателей, планирует построить в Бобровском районе предприятие по переработке автопокрышек в синтетическую нефть и технический углерод мощностью переработки 40 тыс. т в год. Стоимость проекта составит около 1 млрд руб., завод может быть построен ..
2011-10-29 2761 0 Технология
0
Высокие технологии натолкнулись на закон
Выход на IT-рынок в России затруднен законодательными препонами и бизнес-стереотипами. Такой диагноз финансированию высокотехнологичной индустрии сделали сами инвесторы и юристы. Впрочем, создатели программного обеспечения все еще настроены на развитие инновационного процесса. Несмотря на "Сколково" и устремление России к инновациям, развитию самой ..
2011-10-29 1380 0 Технология
0
В СССР были поезда быстрее Сапсана, где они?
«Безумный! Почто желаешь познати тайну, которую я сокрылот смертных непроницаемым покровом неизвестности?Почто, о дерзновенный! познати жаждешь то, чтоедина мысль предвечная постигать может? Ведай,что неизвестность будущего соразмернабренности твоего сложения…»«Путешествие из Санкт-Петербурга в Москву», Александр Радищев,1790 годВведениеМатериал ..
2011-10-30 4596 2 Технология
0
РОСНАНО начинает сотрудничество с Ярославской областью
27 октября в Москве на IV Международном форуме «Rusnanotech-2011» был подписан договор о сотрудничестве между ОАО «РОСНАНО», Фондом инфраструктурных и образовательных программ и правительством Ярославской области. Достигнутое соглашение будет действовать до 2015 года. Новый проект «РОСНАНО» предполагает плотное взаимодействие в области образования, ..
2011-10-30 1830 0 Технология
1
Петербургские школы переходят на электронные учебники
Эксперимент по использованию ридеров вместо традиционных учебников пройдёт в шести школах Санкт-Петербурга. Эксперты почти не сомневаются, что электронные книги облегчат жизнь ученикам и помогут более рационально организовать процесс обучения. В будущем опыт Северной столицы, если, конечно, ..
2011-10-30 1829 0 Технология
0
В Москве завершился форум Optiсs-Expo-2011
В Москве завершился Международный форум "Оптические приборы и технологии - Optiсs-Expo-2011". В этот раз выставка была посвящена 50-летию полёта Юрия Гагарина. Действительно, космос и оптика неразделимы. Сегодня сфера применения систем оптического наблюдения необычайно широка - от борьбы с терроризмом ..
2011-10-30 1672 0 Технология
0
Ученые создали шагающие робо-ноги
Японские разработчики говорят о создании уникальной механической конструкции: необычных робо-ног, передвигающихся исключительно за счет собственного веса Новинка ходит подобно человеку, а процесс хождения робо-ног производится без каких-либо двигателей или внешнего оборудования. Новая разработка ученых получила название ..
2011-10-30 1870 0 Технология
0
Россия хочет построить во льдах Арктики Чудо-город
Россия во все более обостряющейся международной борьбе за богатую нефтью и газом Арктику не жалеет ни фантазии, ни денег: британская пресса с удивлением пишет об уникальном проекте криптоклиматического чудо-города во льдах для военных, агентов спецслужб и ученых. Его ориентировочная стоимость – 6,4 миллиарда долларов, ..
2011-10-31 2120 0 Технология
0
Белый свет лазера заменит обычные лампочки
Результаты тестирования, проведенного в Национальной лаборатории Сандия (США), показали, что человеческий глаз хорошо воспринимает как белый свет, создаваемый диодными лазерами, так и тот, что производится набирающими популярность светоэмиссионными диодами (LED). В обеих технологиях электрический ток проходит сквозь материал и генерирует ..
2011-10-30 2851 0 Технология
0