Новый композитный материал на основе нановолокон оксида алюминия и детонационных наноалмазов для обнаружения токсичных веществ (например, фенола) в производственных сточных водах разработал коллектив ученых из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и Сибирского федерального университета, 29 октября сообщает издание СО РАН «Наука в Сибири».

В своей статье, опубликованной в Journal of Nanoparticle Research, ученые отмечают актуальность выполненной работы: «Разработка недорогих, простых в производстве и простых в использовании аналитических инструментов для обнаружения вредных и токсичных веществ является актуальной исследовательской проблемой с непосредственным применением в мониторинге и защите окружающей среды».

Многоразовый композиционный материал для тестирования наличия вредных веществ был получен путем смешивания водной суспензии нановолокон оксида алюминия диаметром 10–15 нм и длиной несколько микрон и гидрозоля наноалмазов со средним размером кластеров 70 нм. Также в проведенном исследовании были выяснены механизмы взаимодействия этих наноматериалов и определены физико-химические свойства композита.

Композит имеет сетчатую структуру, в которой по поверхности нановолокон распределены кластеры наноалмазов. Такие мембранные структуры имеют ряд преимуществ по сравнению с материалами из полимерных нановолокон. Это, в том числе, более высокая термическая и механическая стабильность, повышенная химическая и биологическая стойкость, простота очистки и более длительный срок службы.

Подробности процедуры колориметрического (по интенсивности окраски растворов) анализа воды на содержание фенола с использованием нового композита рассказал один из соавторов работы, научный сотрудник Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН, кандидат биологических наук Никита Олегович Ронжин:

«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».

Ведущий научный сотрудник Института вычислительного моделирования ФИЦ КНЦ СО РАН доктор физико-математических наук Илья Игоревич Рыжков пояснил: «Тесты подтверждают, что композит можно использовать повторно, он сохраняет каталитическую функцию в течение года при хранении при комнатной температуре», отметив, что результат определения наличия фенола и фенольных соединений виден невооруженным глазом, а количественную оценку можно определить с помощью спектрофотометра, для анализа результата существует специально созданная программа.

Также существует возможность использовать композит для создания новых многоразовых систем медицинской диагностики, отметил Рыжков.