Новые наносорбенты спасут арктические воды от загрязнений
Ученые ТПУ работают над созданием новых видов наноструктурных сорбентов, эффективных для использования при пониженных температурах. Проект направлен на решение проблемы удаления из водных сред Арктической зоны токсичных тяжелых металлов и микробиологических загрязнений.
Исследование политехников поддержано грантом РНФ. По словам ученых, антропогенная нагрузка на хрупкую арктическую экосистему растет с каждым годом. Согласно данным, полученным в ходе российских арктических экспедиций, проблема загрязнения арктических вод и прибрежной полосы является, в том числе следствием глобальных экологических процессов. В воды Баренцева и Карского морей через атлантические течения попадает мусор из бассейна Атлантического океана. В России утверждена «Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года», поэтому создание технологий улучшения экологической обстановки Арктики является особенно актуальным.
Наиболее доступный и дешевый метод глубокой очистки воды от целого ряда химических загрязнителей – это сорбция. Среди преимуществ – возможность поглощения веществ из многокомпонентных смесей и высокая степень очистки. В качестве сорбентов в настоящее время используется большое количество различных природных и искусственных пористых материалов (цеолиты, торф, зола, силикагели и другие).
«Однако, на сегодняшний день отсутствуют сорбенты, позволяющие эффективно удалять широкий спектр химических и микробиологических загрязнений при пониженных температурах – в диапазоне от 0 до +10 градусов Цельсия. Понижение температуры окружающей среды ухудшает эксплуатационные свойства сорбентов, снижая сорбционную емкость практически до нуля. На территории Арктики отрицательная температура наблюдается практически круглый год, поэтому разработка и применение сорбентов, способных работать и при низких температурах, является очень важной задачей.
В ТПУ уже около 17 лет развивается направление, связанное с разработкой, созданием и исследованием новых видов сорбционных материалов для очистки водных сред от различных видов загрязнителей. Накопленный опыт позволил нам приступить к абсолютно новому проекту по созданию криорезистентных адсорбентов, позволяющих эффективно удалять из водных сред токсичные тяжелые металлы и микробиологические загрязнения при пониженных температурах (от 0 °С до +10 °С). Насколько нам известно, похожих или близких по тематике исследований сейчас нет», – говорит руководитель проекта, доцент отделения ядерно-топливного цикла Сергей Журавков.
В первую очередь ученые планируют подобрать оптимальные компоненты для создания холодоустойчивых материалов, отработать режимы их предварительной подготовки, модификации и получения опытных образцов сорбентов. Также будут созданы лабораторный стенд для изготовления образцов наноструктурных сорбентов, лабораторная установка для синтеза наноразмерных цинксодержащих активных компонентов сорбционных материалов методом электроискрового диспергирования.
«Нами будут созданы методики изготовления наноструктурных сорбционных материалов на основе минеральных и синтетических носителей, модифицированных оксидными фазами железа и алюминия, и их цинксодержащих активных компонентов. Состав был выбран, исходя из многолетнего экспериментального опыта работы с данными материалами. Так, выбор был обусловлен, прежде всего, высокой величиной удельной поверхности и пористости, необходимым химическим составом, нужным дзета-потенциалом поверхности и бактериостатическими свойствами данных веществ», – добавляет руководитель проекта.
По словам исследователей, известно, что понижение температуры ослабляет хемосорбцию (разновидность адсорбции, при которой происходит химическая реакция между поверхностью и адсорбатом, – ред.) и усиливает физическую адсорбцию. При этом зависимость электрокинетической адсорбции от температуры однозначно не установлена. В своем проекте политехники планируют разработать сорбционный материал, эффективно сочетающий в себе все виды адсорбции, чьи свойства не будут принципиально зависеть от температурных условий. Кроме того, особый акцент будет сделан на возможность многократной регенерации материалов для восстановления исходной сорбционной емкости.
«Разработанные сорбционные материалы, в перспективе, могут быть использованы не только в Арктическом регионе. Благодаря своим свойствам они могут, в будущем, быть использованы для очистки промышленных сточных вод предприятий нефтегазодобывающей отрасли, нефтеперерабатывающих предприятий, предприятий машиностроения, химической промышленности, обогатительных комбинатов и любых других промышленных предприятий, имеющих жидкие отходы. Также они могут быть интересны для подготовки питьевой воды из подземных и поверхностных источников», – поясняет Сергей Журавков.
В исследовании принимают участие сотрудники Инженерной школы ядерных технологий, Инженерной школы природных ресурсов и Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ.
Telegram 
Дзен 
VK Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
Китайские и британские палеонтологи обнаружили древнейший эволюционный прообраз челюстей современных пауков и скорпионов. Просканировав окаменелость животного Urokodia aequalis возрастом 518 миллионов лет, ученые выявили самую раннюю известную науке переходную форму хелицер. Трехмерная модель впервые наглядно показала, как именно возникло главное оружие паукообразных: несколько суставов длинных хватательных конечностей, характерных для кембрийских хищников, срослись воедино и образовали новый ротовой аппарат.
Современные люди проводят днем неподвижно столько же времени, сколько и охотники-собиратели. Но делают это сидя, а не на корточках, как их предки. Физиология человека не адаптирована к сидению, а физические возможности цивилизованных людей — к длительному пребыванию на корточках. Теперь исследователи рассчитали часть цены, которую мы платим за проблему длительного сидения.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно