Исследователи разработали наночастицы из оксида железа, предназначенные для очистки воды. «Умная ржавчина» собирает различные загрязнители, в том числе масло, крошечные частицы пластика и даже гормоны. Наночастицы обладают магнитными свойствами, их легко удалить из воды вместе с загрязняющими веществами с помощью магнита.
В качестве основы исследователи используют наночастицы оксида железа в суперпарамагнитной форме. Они притягиваются к магнитам, но не друг к другу. Чтобы сделать их «умными», исследователи покрывают сферы нанометрового размера молекулами фосфоновой кислоты. Одним концом такие молекулы крепятся к наночастицам, а другой можно «настраивать» для чувствительности к различным загрязнителям.
Очистка воды с помощью «умной ржавчины»
Например, они настроили частицы, чтобы улавливать следовые количества гормона эстрогена, который потенциально опасен для водных организмов. Эти гормоны попадают в сточные воды с выделениями людей и животных и даже в небольших концентрациях влияют на метаболизм и размножение некоторых растений и животных.
У молекул эстрогена объемное стероидное тело и части с небольшим отрицательным зарядом. Чтобы поймать их в воде, исследователи покрыли наночастицы оксида железа двумя видами химических соединений: длинными молекулами и молекулами с положительным зарядом. Соединившись вместе, они сформировали на поверхности наночастиц «карманы», которые захватывали и удерживали гормон.
Наша «умная ржавчина» дешева, нетоксична и пригодна для повторного использования. И мы протестировали его использование для разных видов загрязняющих веществ, продемонстрировав потенциал этого метода для значительного улучшения очистки воды.
Маркус Халик, руководитель исследования из Университета Эрлангена — Нюрнберга
