Подписывайтесь на Газету.Ru в Telegram Публикуем там только самое важное и интересное!
Новые комментарии +

Ученые разобрались в «настройках» пористого универсального материала-очистителя

Сотрудник Самарского государственного технического университета вместе с иностранными коллегами разработал новое пористое соединение и нашел способ настраивать его свойства. Материал можно применять для ликвидации последствий техногенных аварий и в бытовых целях, например, при фильтрации воды. Работа поддержана Президентской программой исследовательских проектов Российского научного фонда, а ее результаты опубликованы в журнале Journal of the American Chemical Society.

«В этой статье мы на основании правил из нашей базы данных предсказали существование серии новых разнообразных по строению органических монокристаллов. После этого была исследована их структура и настроены требуемые свойства: высокая упорядоченность, нерастворимость, большая емкость для поглощения растворителя и молекул йода с обратимым набуханием и пятикратным увеличением объема кристалла», — рассказал один из авторов статьи Евгений Александров, руководитель проекта, кандидат химических наук, заведующий лабораторией синтеза новых кристаллических материалов Самарского государственного технического университета.

Йод в виде свободного вещества токсичен: его смертельная доза составляет всего 3 грамма. Он вызывает поражение почек и сердечно-сосудистой системы. Также существует радиоактивный йод-131, который особенно опасен для человека, поскольку накапливается в щитовидной железе и вызывает ее поражение. Поэтому важно контролировать содержание элемента в воде и воздухе.

В смоделированных в СамГТУ и синтезированных в Дартмутском колледже (США) пористых органических каркасах молекулы «скреплены» между собой с помощью водородных связей, что делает структуру устойчивой в упорядоченном (кристаллическом) состоянии. Так как водородные связи не самые прочные, кристаллы могут растворяться в воде, поэтому соединение нельзя использовать для ее фильтрации. Авторы решили изучить возможность соединения этих же атомов друг с другом с помощью более прочных связей в составе гибких сшивок на основе серы. При этом сохраняется исходный порядок упаковки и пористость. Такие сшивки, например, используются в производстве резины из каучука. Они обладают необходимой прочностью и гибкостью и способны выступать в роли молекулярных пружин. Такая структура может обратимо вытягиваться и сжиматься с многократным изменением размеров.

Исследователи подсчитали, что общее число комбинаций упорядоченного связывания составляет 2225 вариантов с использованием 68 мостиков (сшивок), если учитывать только длину мостиков. Но из этого многообразия не трудно образовать лишь 17 вариантов. Остальные оказались невозможными из-за размеров и форм пор и каналов в исходной структуре. При дальнейшем отборе выяснилось, что всего четыре из 17 сшитых структур обладают нужными свойствами. Они могут поглощать и после обратно выделять йод и при этом увеличиваться в размерах более чем в два раза, сохраняя свою структуру.

Ученые отмечают, что получить органические каркасы с кристаллической структурой и заданными строением и свойствами очень сложно, поэтому результаты работы важны для последующих исследований. На их основе можно будет разработать достаточно гибкие и пористые соединения, которые найдут широкое применение в промышленности и быту.

Новости и материалы
Американский аналитик заявил, что Россия может дойти до Киева, Харькова и Одессы
Британский аналитик заявил о наступлении поворотного момента в СВО
Немецкий депутат прокомментировал отказ во въезде на Украину
В Курской области за сутки уничтожили 18 беспилотников ВСУ
Премьер Израиля назвал неподтвержденной ликвидацию одного из лидеров ХАМАС
Стало известно, как в сборной Испании относятся к Ямалю
В 2024 году из России выслали 65 тысяч нелегальных мигрантов
Лукашенко назвал самое опасное для Белоруссии направление после ухода ВСУ с границы
Суд арестовал сына бизнес-коуча Троя Краснова
Экс-полковник СБУ назвал сроки генерального сражения на Украине
Демографы спрогнозировали значительное сокращение населения на Украине
Жена миллиардера Лебедева в купальнике показала ягодицы с «исчезнувшим» целлюлитом
Египет потребовал от ЦАХАЛ выхода с территории КПП «Рафах»
Футболист сборной Англии: мы сделаем все, чтобы выиграть Евро
Тарасова оценила решение борца Мамедова сняться с Олимпиады
В Кремле не стали анонсировать сроки встречи Путина и Лукашенко
Стилист Решетовой назвал новую трендовую модель кроссовок: «Будет бум»
Американский боец UFC назвал Хабиба монстром
Все новости