Российским ученым удалось синтезировать наночастицы, которые могут использоваться для определения содержания ионов тяжелых металлов в воде. Одна из особенностей этих наночастиц — их малый размер. Статья, написанная в соавторстве исследователями из СПбГУ, Университета «Сириус» и СПбАУ РАН им. Ж.И. Алферова, опубликована в журнале Nanomaterials.
Металл-органические каркасные структуры (МОКС) — это полимерные соединения, в которых органические молекулы, так называемые линкеры, выступают связующими звеньями для ионов металлов. В зависимости от используемых металлов и линкеров можно получить материалы с различными характеристиками, что объясняет широкое применение МОКС в промышленности. Некоторые МОКС обладают люминесценцией, то есть способностью к излучению под действием ультрафиолета, электромагнитного поля и т. д. Ранее ученые во всем мире показывали пути применения МОКС-люминофоров в диагностике рака, в создании люминесцентных термометров или мониторов. Однако есть еще одна сфера применения таких соединений — разработка высокочувствительных сенсоров.
Химики из СПбГУ синтезировали наночастицы на основе МОКС из хлорида европия и терефталата натрия. При постепенном смешении растворов этих солей образуется осадок, который впоследствии обрабатывается ультразвуком. Эта обработка нужна для предотвращения слипания будущих наночастиц, ограничения роста их кластеров и для более тщательного перемешивания реакционной смеси. Химики смогли получить наночастицы различных размеров: от восьми нанометров до сотен микрометров. Синтезированные ими наночастицы размером 8 нм — самые маленькие частицы на основе МОКС, в состав которых входят редкоземельные металлы.
Полученные наночастицы люминесцентны. Ученые обнаружили, что в присутствии ионов тяжелых металлов происходит тушение люминесценции их наночастиц. Это открывает возможности для применения синтезированных наночастиц в определении содержания ионов тяжелых металлов в воде. Они также могут быть использованы для определения ионов железа, хрома и меди в воде. В будущем ученые планируют разработать тест-систему для экспрессной проверки чистоты питьевой воды и сточных вод.
«Это открытие поможет создать эффективные сенсоры для контроля содержания ионов тяжелых металлов в питьевой воде. Чувствительность наших люминофоров немного ниже предельно допустимых концентраций, что позволит точно определить присутствие опасных веществ в воде, причем в малых концентрациях, благодаря размеру наночастиц», — пояснил один из авторов работы, студент-химик из СПбГУ Виктор Носов.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
