Физики Коми вместе с коллегами из Европы нашли замену нанотрубкам

В исследовательскую группу «Экстремальной биомиметики» вошли 29 химиков, биологов, физиков из Германии, Франции, Польши и Словакии. Научным координатором проекта является профессор Герман Ерлих из Горной академии Фрайберга. Россию в том числе представляют специалисты по рентгеновской спектроскопии из Коми научного центра.

«Экстремальная Биомиметика» — это особый научный метод, когда ученые используют для своих разработок идеи самой природы. Как рассказал БНК участник проекта, профессор Виктор Сивков, в своем проекте они взяли обычную морскую губку, которая существует в мире уже в течение 600 миллионов лет. У нее есть особенность — устойчивый коллагеновый матрикс.

— Оказалось, что если взять эту губку, обработать ее в инертной среде [химически не активной в области высоких температур — прим. БНК] при 1200 градусов, то из нее уходит вся минеральная составляющая, а этот матрикс карбонизируется. То есть образуется структура из графеновых слоев — механически устойчивая, твердая, пористая с очень большой открытой поверхностью. Это важно, чтобы нанести на эту поверхность катализатор, который усиливает различные химические процессы. В этой работе покрытие было сделано из соединений меди путем электролиза. Получился катализатор, который естественным путем перерабатывает агрессивные химические вещества в нейтральные.

Разработку в будущем можно будет применять достаточно широко — это замена дорогим материалам, таким как углеродные нанотрубки и нанопористые материалы. Получающийся после термообработки карбонизированный материал воспроизводит форму и уникальную микроархитектуру природного каркаса губки. Она настолько устойчива, что из нее можно разрезать тела любой формой с помощью металлической пилы.

Эксперименты показали, что благодаря нанесению на карбонизированную губку электролитической меди получился эффективный катализатор, способный очищать морскую воду от токсичных веществ нитрофенолов путем их каталитического восстановления до аминофенолов, которые нетоксичны и используются в фармацевтической промышленности.

Морские губки не единственный природный объект, который обладает подобными свойствами. Ученые из Коми, в частности, предполагают, что для получения карбонизированных структур могут быть использованы некоторые разновидности ягеля (олений мох) и, возможно. древесины. В скором времени они проведут эксперименты уже с этими материалами.