Ученые впервые определили точную концентрацию красителя, необходимого для очистки вод
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.
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.
«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.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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