Наноалмазы помогут обнаружить загрязнение воды отравляющими веществами
Детонационные наноалмазы можно использовать для выявления фенолов в воде, доказали ученые Красноярского научного центра СО РАН. Открытие позволит проводить оперативный мониторинг загрязнения окружающей среды.
Чтобы получить детонационные наноалмазы, нужно взорвать в замкнутой камере при недостатке кислородасодержащие углерод взрывчатые вещества — например, смесь тротила и гексогена. Красноярские биофизики путем модификации поверхности частиц создали наноалмазы, обладающие высокой коллоидной устойчивостью в разных средах — в воде, органических растворителях, маслах. После добавления деионизованной воды к порошку наноалмазов, они образуют раствор, в котором наночастицы могут годами находиться во взвешенном состоянии, не слипаясь и не образуя осадка, сообщается на сайте КНЦ.
Выяснилось, что устойчивые к агрегации модифицированные наноалмазы могут играть роль катализатора химических реакций. Если их добавить к смеси реагента для определения фенолов аминоантипирина, перекиси водорода и фенола, то раствор быстро окрасится в ярко-малиновый цвет. Эта реакция вызвана наличием на поверхности наночастиц микропримесей ионов железа и меди.
Такие свойства позволяют использовать наноалмазы для быстрого обнаружения фенола в воде. «Все очень просто, — объяснил заведующий лабораторией нанобиотехнологии и биолюминесценции Института биофизики КНЦ СО РАН Владимир Бондарь. — Берем воду, проводим реакцию с катализатором-суспензиейи, если там был фенол, получаем окрашенный продукт. Спектральным методом по количеству образовавшегося цветного продукта определяем концентрацию фенола в водном образце».
Фенолы — это ядовитые вещества, которые при попадании в организм могут вызвать тяжелое отравление. В начале 2000-х в бассейне Амура случилась экологическая катастрофа — тогда в реку попало огромное количество фенола.
Сейчас ученые работают над созданием индикаторной системы для определения фенола на твердом носителе, когда наночастицы закреплены на подложке. Такая система будет очень удобна на практике: достаточно окунуть подложку (например, в виде палочки) в воду, сравнить цвет образовавшегося продукта с тестовой линейкой и понять уровень загрязнения воды фенолом.
Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Nanoscience and Nanotechnology.