Ученые Томского государственного университета разработали новый класс «умных» тканных сорбционных материалов. Их особенность — в уникальном способе встраивания металлоорганических координационных полимеров (MOF) непосредственно в структуру ткани. В отличие от аналогов, такие материалы не только поглощают, но и нейтрализуют опасные органические соединения, говорится на сайте учебного заведения.
В 2025 году за исследования в области MOF была присуждена Нобелевская премия по химии, однако практическое применение этих материалов было ограничено их сыпучестью и неэффективным использованием пористой структуры. Российские химики решили эту проблему, разработав метод иммобилизации — «выращивания» полимера прямо внутри ткани.
«Отличие нашего подхода заключается в том, что мы не наносим материал на ткань, а выращиваем его непосредственно в структуре ткани. Это позволяет не только увеличить содержание металлоорганического координационного полимера до 10−25% в таком композитном материале, но и прочнее закрепить его в структуре ткани», — комментирует студентка четвертого курса Валерия Лобанова.
Суть метода заключается во введении в ткань специального предшественника, который под воздействием температуры и растворителей формирует наночастицы MOF на поверхности нитей и в межнитьевом пространстве.
В качестве основы ученые использовали хлопок и синтетический полиэтилентерефталат (ПЭТФ). Уже созданы три типа материалов с разными свойствами. Один поглощает газообразные загрязнители, второй способен каталитически разрушать опасные органические соединения, а третий обладает фотокаталитической активностью — разрушает загрязнители под действием солнечного света. В частности, третий тип материала MIL-100 (Fe) показал высокую эффективность при очистке воды от фенола при комнатной температуре. По словам экспертов, его синтез прост и легко масштабируется.
Полученные композиты сочетают гибкость и прочность ткани с уникальными свойствами MOF. Они могут использоваться для очистки воды и воздуха, а также создания самоочищающейся одежды, устраняющей неприятные запахи и вредные вещества. Кроме того, их можно использовать для доставки лекарств через кожу, мониторинга вредных факторов на производстве и хранения антипиренов для повышения огнестойкости.
Таким образом, введенные в ткань наночастицы MOF могут выполнять множество функций, реагируя на температуру, влажность или свет. Это открывает огромные перспективы для фундаментальной науки и прикладных решений.
Тем временем международное исследование выявило неожиданно высокое содержание метилсилоксанов в атмосфере над лесами и городами. Рассказали о главных источниках загрязнения и возможных последствиях для экологии.
Источник: hi-tech.mail.ru