• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
19.04.2023
НИТУ МИСИС
451

Ученые впервые определили точную концентрацию красителя, необходимого для очистки вод

4.6

Исследователи НИТУ МИСИС совместно с коллегами из Китая впервые разобрались в механизмах точного определения концентрации метиленового синего – красителя, который широко используется в медицине и фотокатализе. На основе полученных данных, ученые предложили новый перспективный фотокатализатор для очистки вод от органических загрязнителей – он нетоксичен и обладает высокой стабильностью свойств.

Метиленовый синий
Метиленовый синий / ©Пресс-служба НИТУ МИСИС / Автор: Lampronia Auxilius

Результаты исследования опубликованы в журнале Materials. Загрязнение воды отходами химической и фармацевтической промышленности принимает угрожающие масштабы для всего живого на Земле. Одним из эффективных способов очистки воды является разрушение вредных органических соединений под действием солнечного света в присутствии фотокатализаторов – материалов, которые ускоряют этот процесс. Поэтому разработкой эффективных фотокатализаторов занимаются многие лаборатории по всему миру.

Ученые НИТУ МИСИС и университета Фудань (Китай) изучали фотокаталитическую активность наночастиц гексагонального нитрида бора, допированного кислородом (h-BNOx). Активность этих частиц оценивалась по скорости разрушения органического красителя – метиленового синего. Для этого использовался метод оптического поглощения света, основанный на взаимосвязи яркости окраски раствора от концентрации МС, то есть чем меньше окраска раствора, тем меньше концентрация красителя.

«Метиленовый синий (МС) – краситель, который широко используется как в медицине – для фотодинамической терапии рака, так и в фотокатализе, как тестовый материал в разработке фотокатализаторов для очистки воды от органических загрязнителей и оба этих применения требуют точного определения концентрации МС в растворе», – рассказал старший научный сотрудник научно-исследовательского центра «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС Андрей Матвеев.

В ходе исследований неожиданно были обнаружены два новых фактора, которые ранее не учитывались другими исследователями при разработке фотокатализаторов. Оказалось, что окраска раствора МС отклоняется от прямой в области концентраций от 3,33 до 4,00 миллиграммов на литр. «Это происходит в результате образования агломератов молекул МС и вносит погрешность в определение концентрации МС до одного миллиграмма на литр, что существенно как для биомедицинских применений, так и для оценки эффективности фотокатализатора», – отметил Андрей Матвеев.

Второй неожиданный результат – оказалось, что яркость растворов МС падает при облучении светом и этот процесс очень чувствителен к температуре – чем выше температура, тем быстрее происходит обесцвечивание растворов МС.

Старший научный сотрудник научно-исследовательского центра «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС Андрей Матвеев / ©Пресс-служба НИТУ МИСИС

«Известно, что МС разлагается при облучении светом, однако мы впервые обнаружили очень сильное влияние температуры на этот процесс. Это неожиданно, поскольку МС не разлагается при нагреве без облучения светом. Фоторазложение МС происходит в результате самоиндуцированного распада метиленового синего, то есть при облучении светом в широком диапазоне спектра МС генерирует активные частицы (радикалы), которые его же и разрушают. Следует отметить, что этот эффект также не учитывался в целом ряде ранее опубликованных статей, что привело к завышенным оценкам фотокаталитической активности исследованных в них материалов», — пояснил Андрей Матвеев.

Далее, приняв во внимание все особенности МС при его облучении светом и нагреве, ученые исследовали наночастицы оксинитрида бора (BNOx) в качестве нового фотокатализатора для очистки воды от органических загрязнений, таких как красители или антибиотики, используемые в текстильной промышленности, парфюмерии и биомедицине.

«Оказалось, что наночастицы h-BNOx проявляют рекордную фотокаталитическую активность в УФ-диапазоне среди фотокатализаторов, несодержащих металлы. При этом они нетоксичны и обладают высокой стабильностью свойств. Синтез этих наночастиц разработан в НИЦ НН и может быть организован в промышленных масштабах. Вот так, через тернии к солнцу, и развивается наука», — отметил Андрей Матвеев.

В дальнейшем ученые планируют приступить к исследованиям МС, адсорбированного на нитриде бора в качестве терапевтического агента в фотодинамической терапии злокачественных новообразований. Исследования выполнены при поддержке Российского научного фонда. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Университет науки и технологий МИСИС — это ведущий вуз в области создания, внедрения и применения новых технологий и материалов; первый в стране, получивший статус «Национального исследовательского технологического университета». Первое место в России и ТОП-100 в мире в рейтинге QS Materials Science за 2023 год. В университете действуют 45 научно-исследовательских лабораторий и 3 научных центра мирового уровня. В состав НИТУ МИСИС входят 8 институтов, 4 филиала в России и 2 за рубежом.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 14:02
Татьяна

Больше 10 лет Curiosity ищет свидетельства обитаемости Марсе. В его арсенале — инструменты для анализа горных пород и минералов, сформированных в эпохи, когда Красная планета была пригодна для органической жизни. И вот новое открытие: на пути к пику Шарп в ударном кратере Гейла марсоход впервые обнаружил кристаллы серы — необходимого строительного элемента белков.

Вчера, 11:31
ПНИПУ

День металлурга в 2024 году россияне отмечают 21 июля. Ученые Пермского Политеха рассказали, какой металл самый распространенный, какой — не утонет в воде, где можно встретить титан, можно ли потрогать обедненный уран, что опаснее — вдохнуть или проглотить ртуть, есть ли ее безопасный аналог и какой элемент не существует в чистом виде.

7 часов назад
Александр Березин

Ровно 55 лет назад США высадили людей на Луне. Почему они, а не мы? Это объясняли и неспособностью создать достаточно мощные двигатели для советской лунной ракеты, и ошибками в проектировании ракеты, и нехваткой финансирования. Все эти версии объединяет одно: они резко противоречат документам. Из них складывается совершенно иная картина проигрыша. Так что же на самом деле погубило советскую лунную программу? И отчего последствия этого удара до сих пор так больно бьют по «Роскосмосу»?

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

16 июля
Татьяна

Аппарат «Кассини», работавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, детально картировал его крупнейший спутник — Титан. Выяснилось, что ближе к полярным областям на поверхности есть моря и озера с жидкими углеводородами, куда впадают пополняемые атмосферными осадками реки. По мере изучения этой информации у исследователей возникло все больше вопросов. Каков состав жидкости и что определило очертания береговых линий? Воспользовавшись данными радарной съемки, американские ученые уточнили состав морей Кракена, Лигеи и Пунги и описали свойства их поверхностей.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно