Ученые из Коми научного центра Уральского отделения РАН, Научно-исследовательского института синтетического каучука имени академика С. В. Лебедева и Арктического федерального университета им. М. В. Ломоносова разработали наноуглеродный адсорбент, способный поглощать радиоактивные элементы из жидкой среды и в дальнейшем удерживать их.
Сырьем для адсорбента стала биомасса борщевика Сосновского, а также природный и технический лигнин, который в первом случае представляет собой полимерное соединение, содержащееся в клетках растений, а во втором — является побочным продуктом химической переработки древесины. Результаты исследования опубликованы в международном журнале Carbon Resources Conversion.
Целью исследования было получение нового вещества для очистки воды от радионуклидов — радиоактивных элементов, образующихся во время ядерной реакции, которые могут попасть в окружающую среду не только при захоронении атомных отходов, но и по естественным причинам, таким как гамма-излучение из космоса или радиоактивное излучение элементов земной коры. Одним из наиболее долгоживущих радионуклидов является уран, который при накапливании в почве загрязняет подземные и поверхностные воды, а затем, растворяясь в них, разносится по озерам и рекам.
Авторы исследования сначала измельчили борщевик до состояния порошка, а затем синтезировали его с природным и техническим лигнином под действием высоких температур и с добавлением окислителя. Наконец, на последнем этапе полученный материал был охлажден за счет обработки соединениями азота, которые также придали ему пористую структуру.
Эксперименты, проведенные в ходе исследования, продемонстрировали, что новый адсорбент хорошо удерживает уран: 70 % массы этого радионуклида не удалось смыть с помощью воды и специальных растворителей. Помимо этого, материал оказался способен адсорбировать микотоксин Т-2 — продукт жизнедеятельности плесневых грибов, который может накапливаться в зерновых продуктах, а также в овощах, фруктах и орехах и вызывать серьезные заболевания.
«Результаты наших исследований подтверждают, что наноуглеродные материалы, полученные из стеблей борщевика, можно применять в качестве препаратов, адсорбирующих вредные элементы, что позволит сохранить здоровье людей, находящихся в условиях хронического радиационного облучения, в том числе на орбитальных станциях и радиоактивно загрязненных территориях. Мы планируем продолжать изучение лигнинов, получаемых из биомассы растений, для создания препаратов, улучшающих качество жизни человека», — цитирует Российский научный фонд руководителя исследования Людмилу Кочеву, доктора химических наук, ведущего научного сотрудника Коми научного центра Уральского отделения РАН.
