Российские химики создали мембрану из молекул обычной целлюлозы, которая пропускает через себя даже самые крупные молекулы жидкостей, но при этом удерживает мельчайшие наночастицы, говорится в статье, опубликованной в журнале Cellulose.
«Обычная перегонка хорошо подходит для разделения органических растворителей, но есть и более сложные задачи. К примеру, при регенерации гомогенных катализаторов перегонка не всегда подходит, так как при высоких температурах они разрушаются. Процесс фильтрации исключает это, поскольку он проходит при комнатной температуре», — рассказывает Алексей Волков из Института нефтехимического синтеза РАН в Москве, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.
В последние годы физики и химики активно работают над созданием новых наноматериалов, которые бы могли стать основой для гаджетов из научной фантастики, способных разделять тяжелые и легкие изотопы, извлекать воду из воздуха, сортировать разные элементы и исполнять многие другие задачи, которые кажутся сегодня немыслимыми.
Фильтры и мембраны из подобных материалов могли бы совершить настоящую революцию в промышленности и экономике. Их созданию часто мешает то, что они изготавливаются из дорогостоящих материалов или просто редких компонентов, которые пока можно изготавливать лишь штучным образом.
Волков и его коллеги нашли простой и дешевый способ изготовления мембран, способных «отлавливать» даже самые небольшие наночастицы, экспериментируя с молекулами целлюлозы – природного полимера, из которого состоят волокна древесины и другие растительные ткани.
Как обнаружили российские химики, целлюлозные цепочки можно заставить самостоятельно объединиться в очень тонкий фильтр, растворив их в другом органическом веществе, N-метилморфолин-N-оксиде, и затем добавив в эту смесь присадки, которые заставили нити целлюлозы осадиться на дне сосуда и сформировать своеобразную пористую «губку».
На роль этих присадок, по словам ученых, подходят очень простые и дешевые вещества – обычная вода и различные простейшие спирты. Меняя их концентрацию, состав и другие свойства, Волкову и его команде удалось получить очень плотный, но при этом проницаемый для жидкостей материал, диаметр пор в котором не превышал и двух нанометров.
Фильтры из такой пористой целлюлозы, как показали дальнейшие опыты химиков, могут вылавливать даже самые мельчайшие наночастицы из сложных растворов разных веществ, чей диаметр не превышает и 10 нанометров. Это, по словам создателей подобных мембран, удешевит и упростит многие процессы в химической промышленности и при ведении лабораторных исследований.
Подпишись: