Одним из актуальных направлений проектной деятельности Московского Политеха можно назвать химико-технологическое. В этот раз руководитель проекта Котыхова Ольга решила реализовать такую идею как «Сорбенты на основе композитов с углеродными нанотрубками».
Научно-исследовательская работа по тематике началась с 2018 года, в рамках Проектной деятельности Московского политехнического университета. По этой тематике студенткой Капустиной Светланой Ивановной подготовлен и сделан доклад на закрытой секции Международной юбилейной студенческой научно-технической конференции в Московском Политехе в апреле 2020 года и итоговых конференциях по Проектной деятельности в 2019 и 2020 годах.
«Научная новизна проекта состоит в разработке технологий внедрения инертных, нерастворимых и склонных к объединению углеродных нанотрубок в разные матричные материалы. Они же, в свою очередь, могут стать основой для создания радиоустойчивых, химически устойчивых и термоустойчивых материалов. Поскольку нам интересны поглощающие свойства, то в качестве матриц рассматриваются силикагель, оксид алюминия, целлюлоза и некоторые другие полимеры» — говорит Ольга.
Цель проекта - получение высокоэффективных и недорогих сорбентов путём модификации материала углеродными нанотрубками, их тестирование на активных веществах и микроорганизмах с последующим выходом на потребительский рынок. Светлана Капустница, одна из участниц проекта, говорит: «Проблема проекта связана с необходимостью улучшения существующих, морально устаревших производств, а также открытием новых с использованием современных, не таких энергозатратных и ресурсоёмких» Успех проекта может помочь сделать большой шаг в развитии химической промышленности. Во-первых, при производстве биологически активных добавок применяют растворители для извлечения полезных веществ из растений с последующим разделением смеси, а новые технологии могут помочь сделать производство качественнее. Во-вторых, хороший сорбент нужен для очистки ДНК от обломков клетки, например, при проведении полимеразной цепной реакции в биохимических исследованиях (эта реакция позволяет выявить специфические клетки среди миллиона других, обычных). В-третьих, высокоэффективный сорбент поможет быстро очистить какую-либо жидкость от органических и биоорганических примесей, и, возможно, от микроорганизмов. На первом этапе команда занялась подготовкой нанотрубок и их измельчением в растворителе под действием ультразвука. Второй этап заключается во внедрении материала с нанотрубками в матрицу на стадии его получения. Далее образец просушили, режим также подбирается как по времени, так и по температуре. Чередование промывной жидкости и температур прокаливания позволяет получить сорбент с порами определённого размера. Затем высушенный образец измельчили, просеяли и скомпоновали в таблетки или гранулы, возможно с напылением на поверхность.
«Новый материал после положительных результатов тестирования на должен быть представлен в удобной форме: в виде гранул, таблеток или пластинок. При необходимости мы будем создавать фильтр с несколькими сорбентами» — рассказала руководительница проекта. На фото сверху представлен чистый силикагель, а снизу композит, разработанный участниками команды.
Вещества, содержащие нанотрубки, могут быть использованы в областях биотехнологий, биологии, и секторе сельского хозяйства, занимающегося переработкой растительного сырья, в очистке жидкостей или газов от вредных загрязнений. Со временем команда собирается только улучшать проект и делать его полезнее. Поэтому нам стоит ждать от них ещё много чего интересного.