Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение
«Экспертно-аналитический центр»
Москва, ул. Талалихина, д. 33, стр. 4. Телефон: (495) 663-20-13

Дата публикации: 24 октября 2019 г.

Ученые решили использовать морские губки для очистки воды и автомобильных выхлопов

Международная группа ученых, куда входит исследователь, аффилированный с Университетом ИТМО, провела анализ структуры скелетов морских губок и предложила метод изготовления гибридных материалов на их основе. Эти новые пористые структуры можно будет использовать для создания катализаторов для фильтров нового поколения.


Морские губки (латинское название Porifera) — один из древнейших типов многоклеточных животных. Они обитают на Земле более 500 млн лет, благодаря, в том числе, прочному пористому скелету, состоящему из спонгина (древнейшего структурного белка).    

Морские губки привлекли внимание ученых и стали объектом крупного международного исследования, в котором приняли участие ученые из Германии, России, США, Польши и Франции под руководством основателя Экстремальной Биомиметики, профессора Германа Эрлиха (Hermann Ehrlich) из Горной Академии во Фрайберге.

В ходе экспериментов ученые исследовали скелеты морских губок с помощью различных микроскопов, провели фотоэлектронную спектроскопию, проанализировали молекулярную и электронную структуру.

Затем исследователи изучили то, как ведет себя материал, из которого состоит скелет губки, при экстремальных условиях. Выяснилось, что спонгин, в отличие от других структурных белков, из которых состоят кости и сухожилия животных, при сильном нагреве не превращается в пыль, а сохраняет свою пористую структуру. При нагревании до 1200°C в печи для плавки металлов скелет губки потерял до 70% своего объема, но полностью сохранил микро- и наноструктуру. В результате получилась пористая губка из графита, настолько прочная, что ее можно было пилить железной пилой, не рискуя ее разрушить.

Секрет прочности нагретого спонгина, превратившегося в графит, заключается в том, что этот материал сохраняет молекулярный мотив (последовательность нуклеотидов или аминокислот) структуры коллагена. Это позволяет оставить основу трехмерной губочной конструкции неизменной даже при нагревании до столь высоких температур. Феномен описан учеными впервые.

Эта особенность может иметь далеко идущие последствия для ученых, занимающихся новыми материалами, в особенности для тех, кто работает в области создания катализаторов. Как показали авторы исследования, если получившуюся графитовую губку металлизировать с помощью оксида меди, то это приведет к созданию эффективного катализатора для очистки пресной и морской воды от нитрофенолов. Добавление других металлов поможет в создании катализаторов для других реакций.

Главным преимуществом губки является очень высокая пористость, что создает огромную поверхность для протекания реакции. Также важна доступность губок, ведь их можно выращивать с помощью методики аквакультуры. Наконец, экологичность — в отличие от синтетических материалов, губки являются частью природы и могут быть легче утилизированы.          

В дальнейшем исследователи планируют продолжить изучение возможностей создания гибридных материалов на основе тканей морских многоклеточных. 

Источник: news.ifmo.ru

← предыдущая новость следующая новость →
Популярные издания ФГБНУ «Аналитический центр»
Издания 2019 года

Гасанбекова Л. А. Оценка эффективности финансово-хозяйственной деятельности государственных унитарных предприятий

Практическое пособие / Л. А. Гасанбекова, В. И. Никитина, Б. В. Сошников; под общ. науч. ред. канд. экон. наук О. А. Коробко. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2019. – 49 с. (ISBN 978-5-904670-54-2).

Доступна электронная версия печатного издания.

Издания 2018 года

Вопросы контроля хозяйственной деятельности и финансового аудита, национальной безопасности, системного анализа и управления

Сборник материалов III Всеросс. науч.-практ. конф., г. Москва, 29 декабря 2017. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2018. – 200 с. (ISBN 978-5-904670-53-5).

Доступна электронная версия печатного издания.

открыть полный список изданий Центра →

Документ был изменён 11.11.2019 в 10:50.

Онлайн-курс
Организация системы внутреннего контроля в организациях, подведомственных Минобрнауки России
подробнее о программе
Поиск данных
об аттестации
педагогических работников
Издания Центра