Томские политехники создали из отходов гель для очистки воды
Ученые ТПУ вместе с коллегами из индонезийского Университета Бравиджая разработали гидрогели на основе пищевых отходов для очистки природных вод. Проект реализуется при поддержке гранта Минобрнауки РФ на проведения совместных научных исследований российскими вузами и университетами стран Юго-Восточной Азии.
Основанные на адсорбции методы считаются наиболее перспективными для очистки воды от загрязнителей. Сегодня гидрогели являются одними из самых эффективных адсорбентов.
- Они представляют собой гидрофильные, нерастворимые сшитые полимеры, обладающие высокой способностью к набуханию, благодаря чему могут поглощать большой объем водного раствора внутри своей трехмерной структуры, - отмечают в вузе.
Экологические гидрогели могут стать альтернативой распространенным синтетическим гидрогелям. Синтетические полимеры заменяются биосовместимыми и биоразлагаемыми веществами. Для создания нового функционального материала исследователи используют полисахариды, полученные из фруктов - бананов, яблок и апельсинов.
- Особенность нашего метода заключается в применении комплексного подхода, включающего ультразвуковую обработку, - объясняет доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских процессов Антонио Ди Мартино. -Ультразвуковая экстракция позволяет получать большой объем полисахарида в виде сухого порошка.
Сухой экстракт ученые смешивают с кросслинкером и получается гидрогель, обладающий высокой способностью к поглощению воды, большой площадью поверхности. Он особенно эффективен при обеззараживании воды от тяжелых металлов. Например, свинца, хрома, кадмия, ртути и кобальта.
- Еще одна исключительная характеристика таких гидрогелей - способность отделяться от воды после завершения процесса ее адсорбции простым обезвоживанием, - поясняют ученые. - Это позволяет в перспективе использовать их, например, в фильтрах и установках для очистки воды.
В Индонезии ученые отрабатывают аналогичную технологию получения гидрогелей, но на основе полисахаридов из местных фруктов. Например, манго и папайи.
В будущем исследователи планируют изучить способность гидрогелей удалять различные тяжелые металлы на реальных пробах загрязненных вод Томской области и района острова Ява в Индонезии. Потенциал полученных гидрогелей сравнят с другими твердыми адсорбентами, широко используемыми на рынке.
Комментарий
Марина Трусова, директор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий университета:
- Совместный проект Томского политехнического университета и Университета Бравиджая нацелен на разработку инновационной стратегии производства экологичных гидрогелей нового поколения. Это позволит комплексно решить сразу три проблемы: снизить воздействие на окружающую среду, снизить затраты на утилизацию органических пищевых отходов и получить эффективный и недорогой метод создания гидрогелей.
