Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) показали, что детонационные наноалмазы можно использовать для выявления фенолов в воде. Открытие позволит проводить оперативный мониторинг загрязнения окружающей среды. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Nanoscience and Nanotechnology.
Детонационные наноалмазы получают, взрывая содержащие углерод взрывчатые вещества (например, смесь тротила и гексогена), в замкнутой камере при недостатке кислорода. Основа наноалмазной частицы — инертное алмазное ядро, покрытое химически активными примесями. Химическая активность наноалмаза связана с тем, что к свободным химическим связям поверхностных атомов углерода после взрыва присоединяются присутствующие в среде примеси, например, углеводородные фрагменты и атомы металлов.
Красноярские биофизики путем модификации поверхности частиц получили наноалмазы, обладающие высокой коллоидной устойчивостью в разных средах, например в воде, органических растворителях, маслах. После добавления деионизованной воды к порошку таких наноалмазов, они образуют раствор, в котором наночастицы могут годами находиться во взвешенном состоянии, не слипаясь и не образуя осадка.
По словам доктора биологических наук, заведующего лабораторией нанобиотехнологии и биолюминесценции Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН Владимира Бондаря суспензию модифицированных наноалмазов можно многократно высушивать, а после добавления воды она вновь приобретает прежние свойства. Такие наноалмазы сохраняют коллоидную стабильность после замораживания-оттаивания, после кипячения и автоклавирования. Ученые отмечают, что исходные наноалмазы такими свойствами не обладают, из них крайне сложно получить устойчивую суспензию даже при ее длительной обработке ультразвуком, позволяющим разъединить наночастицы.
Выяснилось, что устойчивые к агрегации модифицированные наноалмазы могут играть роль катализатора химических реакций. Так, если их добавить к смеси реагента для определения фенолов аминоантипирина, перекиси водорода и фенола, то раствор быстро окрасится в
Один из авторов исследования, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН Никита Ронжин
Исследователи также оценили возможность многократного применения наночастиц для тестирования. После каждого теста частицы отмывали и вновь запускали реакцию. Оказалось, что один и тот же образец наноалмазов можно использовать для тестирования фенола, по крайней мере, семь раз.
В настоящее время биофизики работают над созданием индикаторной системы для определения фенола на твердом носителе, когда наночастицы закреплены на подложке. В практическом применении — это очень удобно, — отмечают специалисты. Достаточно окунуть такую подложку (например, в виде палочки) в водный образец, сравнить цвет образовавшегося продукта с тестовой линейкой и понять уровень загрязнения воды фенолом.
Для справки: Фенолы — ядовитые и высоко опасные для человека вещества, которые при попадании в организм, способны вызвать тяжелое отравление. Например, это может происходить при использовании воды из загрязненных фенолом водоемов. В начале 2000-х годов в бассейне реки Амур случилась экологическая катастрофа — в реку попало огромное количество фенола. Создание способов быстрого выявления этих опасных соединений в водной среде является важной задачей. Один из таких эффективных способов может быть разработан на основе наноалмазов.
Дополнительная информация для СМИ по тел.: 8 983-144-41-15, Екатерина Бурчевская, специалист по связям с общественностью группы научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН