Ñëó÷àéíàÿ íîâîñòü èç Àðõèâà Íàíîî÷èùåíèå âîäû è ïî÷âû
08.08.2015
Õèìè÷åñêèå çàãðÿçíèòåëè ÷àñòî îêàçûâàþòñÿ òðóäíîóëîâèìûìè è òðóäíîóíè÷òîæèìûìè - ìîëåêóëû ìíîãèõ ïåñòèöèäîâ è, íàïðèìåð, áèñôåíîëà À, èñïîëüçóåìîãî â ïðîèçâîäñòâå ïëàñòìàññ, â îáû÷íûõ óñëîâèÿõ âåñüìà óñòîé÷èâû ê ðàçëîæåíèþ, òàê ÷òî î÷èñòêà âîä è ïî÷â îò òàêèõ âåùåñòâ ñòàíîâèòñÿ âåñüìà íåäåøåâûì è äîëãèì äåëîì: âåäü çäåñü íóæíî êàê-òî âûëîâèòü çàãðÿçíèòåëè èç ñðåäû, ÷òîáû ïîòîì óíè÷òîæèòü èõ ñïåöèàëüíûìè ìåòîäàìè.
Èññëåäîâàòåëè èç Ìàññà÷óñåòñêîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà ñîçäàëè îñîáûå íàíî÷àñòèöû, êîòîðûå ìîãóò âåñüìà óïðîñòèòü áîðüáó ñ òàêèìè çàãðÿçíèòåëÿìè. Ôåðäèíàíä Áðàíäë (Ferdinand Brandl), Íèêîëÿ Áåðòðàí (Nicolas Bertrand) è èõ êîëëåãè ñèíòåçèðîâàëè ïîëèìåðíîå âåùåñòâî èç ïîëèýòèëåíãëèêîëÿ è ïîëèàêòîâîé êèñëîòû - ïåðâûé âõîäèò â ñîñòàâ ãëàçíûõ êàïåëü, çóáíûõ ïàñò, ñëàáèòåëüíûõ ñðåäñòâ è ò. ä., è, ñëåäîâàòåëüíî, áåçâðåäåí, à âòîðàÿ ñëóæèò îäíèì èç îñíîâíûõ êîìïîíåíòîâ áèîðàçëàãàåìîãî ïëàñòèêà. Íàíî÷àñòèöû èç òàêîãî ïîëèìåðà ñîñòîÿò èç ãèäðîôîáíîãî ÿäðà è ãèäðîôèëüíîé îáîëî÷êè; áëàãîäàðÿ ìîëåêóëÿðíûì ñèëàì ãèäðîôîáíûå çàãðÿçíèòåëè, ñòàðàÿñü äîáðàòüñÿ äî âíóòðåííåãî ñëîÿ íàíî÷àñòèöû, áóäóò ïðèëèïàòü ê åå ïîâåðõíîñòè.
Íî â òàêîì âèäå çàãðÿçíèòåëü òàê è áóäåò ïðåáûâàòü â ðàñòâîðå, ïóñòü è ïðèëèïíóâ ê íàíî÷àñòèöàì. Ôîêóñ æå â òîì, ÷òî ïîëèìåð, èç êîòîðîãî ñäåëàíû ÷àñòèöû, ðàçðóøàåòñÿ ïîä äåéñòâèåì óëüòðàôèîëåòà òàê, ÷òî ãèäðîôèëüíàÿ îáîëî÷êà èñ÷åçàåò, à ãèäðîôîáíîå ÿäðî ðàçâîðà÷èâàåòñÿ, "âçðûâàåòñÿ" - åãî áîëüøå íå ñòàáèëèçèðóåò ãèäðîôèëüíàÿ îáîëî÷êà, êîòîðàÿ áëàãîäàðÿ âçàèìîäåéñòâèþ ñ âîäîé óäåðæèâàëà âíóòðåííîñòè ÷àñòèöû â êîìïàêòíîì ñîñòîÿíèè. Ðàçâåðíóòûå ÷àñòèöû ñ íàëèïøèìè ìîëåêóëàìè çàãðÿçíèòåëÿ ñëèïàþòñÿ äðóã ñ äðóãîì, è â ðåçóëüòàòå ïîëó÷àåòñÿ äîâîëüíî êðóïíûé íàäìîëåêóëÿðíûé àãðåãàò. Òîëüêî â îòëè÷èå îò îòäåëüíûõ âðåäíûõ ìîëåêóë è îòäåëüíûõ ÷àñòèö òàêèå àãðåãàòû ëåãêî ñîáðàòü: èõ ìîæíî îñàäèòü öåíòðèôóãèðîâàíèåì èëè, íàïðèìåð, ïðîñòî îòôèëüòðîâàòü.
Ñ ïîìîùüþ òàêèõ íàíî÷àñòèö ó÷åíûì óäàëîñü î÷èñòèòü ðàñòâîðû, ñîäåðæàùèå ôòàëàòû è áèñôåíîë À, êîòîðûå âìåøèâàþòñÿ â ïóòè ãîðìîíàëüíûõ ñèãíàëîâ; òàêæå ÷àñòèöû îêàçàëèñü ýôôåêòèâíû ïðè î÷èñòêå ïî÷âû îò àðîìàòè÷åñêèõ ïîëèöèêëè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ, êîòîðûå îáðàçóþòñÿ ïðè íåïîëíîì ñæèãàíèè ðàçëè÷íûõ âèäîâ òîïëèâà è êîòîðûå, êàê èçâåñòíî, ìîãóò áûòü ñèëüíûì êàíöåðîãåíàìè. Îáðàòíî â íàíî÷àñòèöó ðàçâåðíóâøèéñÿ ïîëèìåð ñëîæèòüñÿ íå ìîæåò, à åñëè ïî êàêîé-òî ïðè÷èíå ïîëèìåðíûé ìèêðîêîìîê íå îñÿäåò è íå îòôèëüòðóåòñÿ, òî, ñäåëàííûé èç áèîðàçëàãàåìîãî ìàòåðèàëà, ñî âðåìåíåì ðàçðóøèòñÿ ñàì, òî åñòü íèêàêîãî ïðèáàâî÷íîãî çàãðÿçíåíèÿ íå áóäåò.
Îãðîìíûé ïëþñ ìåòîäà - â åãî ïðîñòîòå: âåùåñòâî íàíî÷àñòèö ñèíòåçèðóåòñÿ ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå, ìîäèôèöèðîâàòü èõ íèêàê íå íàäî (âåùåñòâà èç ðàñòâîðà îíè âûõâàòûâàþò íåñïåöèôè÷íî è ãîäÿòñÿ äëÿ ëþáûõ ãèäðîôîáíûõ õèìèêàòîâ), î÷èñòêà ïðîèñõîäèò áåç ñëîæíûõ ìíîãîñòóïåí÷àòûõ ïðîöåäóð.
Êðîìå òîãî, äîñòàòî÷íî áîëüøîå ñîîòíîøåíèå ïëîùàäè ïîâåðõíîñòè ê îáúåìó ïîçâîëÿåò íà íåáîëüøîå êîëè÷åñòâî íàíî÷àñòèö ïîéìàòü ìíîãî âðåäíûõ ìîëåêóë. Ïî ïåðâîíà÷àëüíîé ìûñëè àâòîðîâ ðàáîòû, òàêèå ÷àñòèöû äîëæíû áûëè äîñòàâëÿòü ëåêàðñòâî ê ðàêîâûì êëåòêàì, îäíàêî êàìíåì ïðåòêíîâåíèÿ ñòàëà íåîáõîäèìîñòü óëüòðàôèîëåòà, êîòîðûé, âî-ïåðâûõ, ïëîõî ïðîõîäèò ñêâîçü êîæó, âî-âòîðûõ, ïîâðåæäàåò ÄÍÊ â òåõ êëåòêàõ, â òîì ÷èñëå è çäîðîâûõ, äî êîòîðûõ îí âñå-òàêè äîøåë.
È âñå æå ìåòîä ìîæåò íàéòè ïðèìåíåíèå íå òîëüêî â î÷èñòêå îêðóæàþùåé ñðåäû îò çàãðÿçíèòåëåé, íî è â ìåäèöèíå, ôàðìàêîëîãèè, àíàëèòè÷åñêîé õèìèè è äàæå â ïèùåâîé ïðîìûøëåííîñòè: íàïðèìåð, ñ ïîìîùüþ ðàçâîðà÷èâàþùèõñÿ è ñëèïàþùèõñÿ íàíî÷àñòèö ìîæíî óäàëÿòü êîôåèí ïðè ïðèãîòîâëåíèè äåêîôåèíèçèðîâàííîãî êîôå.
|