Исследователи из Сибирского федерального университета разработали недорогой высокоизбирательный сорбент с «трехслойной» структурой. Он реагирует исключительно на цинк, содержащийся в пробах питьевой воды из артезианских скважин и в природных водоемах.

Специалисты уверяют, что требуется совсем немного сорбента, чтобы определить наличие опасного металла в воде, а о его концентрации можно узнать по свечению сорбирующего агента: чем оно ярче, тем больше цинка, тем более опасна вода для живых существ.

«Мы предложили сорбент, в основе которого — оксид кремния, последовательно обработанный полиамином и ферроном. Оксид кремния очень распространен и потому дешев, полиамин, покрывающий его, работает как «клей», а феррон, посаженный сверху, отвечает за видимую реакцию на «врага». Получаются трехчастные полимерсодержащие гранулы (в больших количествах они выглядят как мелкий светлый порошок), которые заточены исключительно на поиск цинка и реагируют на него свечением.

«Это очень выгодный сорбент: его легко изготовить, и реакцию мы получаем однозначную — если в ультрафиолетовых лучах видим ярко-зеленое свечение, значит, как минимум такую воду пить нельзя, да и в сельскохозяйственных целях использовать не стоит. Содержание цинка в ней превышает допустимые пределы», — сообщила пресс-службе СФУ одна из авторов разработки, инженер-исследователь департамента науки и инновационной деятельности СФУ Ольга Буйко.

Ученые отметили, что «трехслойная» структура нового сорбента получается благодаря особому химическому взаимодействию: на поверхности оксида кремния расположены OH-группы, и отрывающиеся от них протоны создают отрицательный заряд. Ровно то же самое происходит с ферроном, который покрыт отрицательно заряженными сульфогруппами.

«Мы еще в школе усвоили, что минус от минуса отталкивается. Поэтому, чтобы скрепить как-то части этого рассыпающегося «пирога», нам понадобился полиамин с красивым названием полигексаметиленгуанидин (ПГМГ): благодаря ему получается нужное взаимодействие между всеми компонентами сорбента. Использовать эту разработку можно в государственных и частных лабораториях, центрах стандартизации. Любую воду — из скважины на приусадебном участке, из водоема, из-под крана — можно быстро проверить на содержание цинка. Портативные датчики для туристов, геологов и путешественников сделать не получится, потому что нужен источник ультрафиолета — только в УФ-лучах сорбент светится благодаря люминесценции поверхностного комплекса цинка с ферроном. Зато и стоимость анализа, благодаря нашему сорбенту, снизится в разы. Сейчас проверить воду на примесь цинка можно с помощью методов атомной абсорбции или атомной эмиссии, это будет стоить около 500 рублей, тогда как с помощью нашего порошка можно делать то же самое за пять рублей», — уточнила Ольга Буйко.

Исследователи уверяют, что пока до коммерциализации далеко: новый сорбент еще проходит необходимые проверки и доработки. Но, вероятно, в обозримом будущем он будет взят на вооружение соответствующими организациями Красноярского края, следящими за нормами содержания тяжелых металлов в природных средах. Также сорбент-«светлячок» может помочь экологическим организациям Сибири в мониторинге и очистке водоемов от цинка.