Появился новый способ контроля качества воды

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета совместно со специалистами Университета «Сириус» и Академического университета создали самые маленькие наночастицы металл-органических полимеров, которые позволят определять содержание тяжелых металлов в воде, сообщает пресс-служба СПбГУ. В результате синтеза им удалось получить частицы разных размеров: от восьми нанометров до сотен микрон. Стоит отметить, что восьминанометровые наночастицы терефталата европия на данный момент являются самыми маленькими частицами металл-органических каркасных структур редкоземельных элементов.

– Мы не ожидали, что уменьшение концентрации реагирующих веществ всего в два раза приведет к уменьшению размера частиц почти в тысячу раз, — рассказал руководитель исследования, доцент кафедры лазерной химии и лазерного материаловедения СПбГУ, доктор химических наук Андрей Мерещенко. — Вероятно, такой эффект связан с присутствием в растворе комплекса европий-терефталат в соотношении 1:1, который способствует более быстрому росту числа зародышей кристаллов. Раньше исследователям удавалось получить наночастицы терефталата европия диаметром 40 нанометров и больше. Мы же синтезировали частицы в пять раз меньше.

Во время исследования эксперты СПбГУ обнаружили, что ионы тяжелых металлов существенно тушат люминесценцию полученных наночастиц, что позволяет использовать их в качестве сенсоров для обнаружения ионов тяжелых металлов в воде.

– Это открытие поможет создать эффективные сенсоры для контроля содержания ионов тяжелых металлов в питьевой воде, — добавил один из авторов работы, обучающийся СПбГУ по направлению «Химия» Виктор Носов. — Чувствительность наших люминофоров немного ниже предельно допустимых концентраций, что позволит точно определить присутствие опасных веществ в воде, причем в малых концентрациях, благодаря размеру наночастиц.

Полученные наночастицы помогут определять в воде опасные для человека и животных ионы железа, меди и хрома. Их накопление в тканях организма влияет на метаболизм, может привести к заболеваниям нервной и кровеносной систем, а также желудочно-кишечного тракта. Химики планируют продолжить исследование и заняться созданием экспресс-теста для определения ионов тяжелых металлов в питьевой воде, а также в сточных водах.

Металл-органические полимеры, или металл-органические каркасные структуры (МОКС), — это соединения, в которых ионы металлов связаны между собой органическими молекулами — линкерами. Используя разные комбинации металлов и линкеров, можно получать материалы с различными структурой и свойствами. Некоторые соединения способны излучать свет под действием ультрафиолета, электромагнитного поля или других возмущений. Кроме прочего люминофоры могут быть использованы в качестве высокочувствительных сенсоров для обнаружения вредных веществ.