Российские ученые синтезировали новый пористый полимер для улавливания парниковых газов
Ученые Института нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева РАН (ИНХС РАН) совместно с коллегами из РХТУ имени Менделеева разработали метод синтеза пористого полимера на основе норборнена. Ключевая особенность такого полимера — его коммерческая доступность и простота получения.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, были опубликованы в престижном научном журнале Polymer (Q1). Потенциальные области применения пористых полимеров включают создание различных разделительных мембран, неподвижной фазы для газовой хроматографии, а также подложек для проведения гетерогенного катализа. Одним из востребованных свойств пористых полимеров является поглощение ими газообразных веществ с возможностью последующего хранения.
Такое применение важно как для энергетики, поскольку позволяет безопасно хранить большое количество чистого водорода и различных углеводородов, так и для экологии, поскольку позволяет улавливать и хранить потенциально опасные для окружающей среды газы. К таким газам относятся парниковые, в наибольшей степени представленные углекислым газом, а также различные промышленные газы, которые могут попадать в атмосферу как в ходе штатной работы предприятий, так и при авариях (например, оксиды серы и азота).
Более ранние разработки микропористых полимеров акцентировались на кремнийсодержащих производных норборненов, однако процесс синтеза значительно осложнялся из-за необходимости его проведения с использованием металлоорганических веществ. Ввиду этого последующие разработки были сфокусированы на создании пористого полимера, не содержащего кремний, на основе норборненов. Однако возникла другая проблема: новые полимеры не растворялись в органических растворителях, что значительно осложняло их практическое применение.
Для решения возникшей проблемы был разработан новый подход к синтезу микропористых полимеров на основе норборненов, заключающийся в добавлении дополнительных полициклических элементов в ответвлениях основной макромолекулы. Полученные полимеры не только хорошо растворимы в органических растворителях, но и обладают большим количеством микропор, образованных в том числе новыми ответвлениями молекулы.
Ученые РХТУ имени Менделеева и института нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева РАН провели комплексный анализ зависимости пористости полимера от используемых боковых ответвлений, а также от метода полимеризации. Было установлено, что применение достаточно объемных карбоциклических соединений в качестве боковых ответвлений позволяет добиться образования наибольшего количества дополнительных микропор в полимере, значительно увеличивая его потенциальную эффективность. При этом проведение процесса полимеризации по аддитивной схеме позволило получить наибольшую активную поверхность у полимера, что также имеет решающее значение при практическом применении пористых соединений.
Полученные полимеры на основе производных норборненов с объемными карбоциклическими заместителями обладают большим количеством микропор в структуре вещества, хорошо растворимы в органических растворителях, а также обладают относительно простой и достаточно гибкой технологией производства с применением коммерчески доступных компонентов синтеза. Именно поэтому, по мнению авторов исследования, разработанные полимеры представляют собой новую перспективную платформу пористых материалов для сорбции газов и их мембранного разделения.
Telegram 
Дзен 
VK Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
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.
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.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
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