Нано значит нано

Нано значит нано

Нанотехнологии придают материалам полезные и необыкновенные свойства. А мы вместе с ЮФУ рассказываем о нанотехнологиях простым языком

25/08/2021



Время от времени мы рассказываем о людях, за работой которых можно следить, если вы интересуетесь темой наноструктур. Герой нашей новой публикации — Пол Анастас (Paul Anastas), химик, директор Центра зеленой химии и зеленой инженерии Йельского университета (США).

Анастас известен как «отец зеленой химии» благодаря вкладу в разработку безопасных и экологически чистых химикатов. Фактически именно Анастас ввел в оборот термин «зеленая химия». Он посвятил свою карьеру исследованиям и разработкам в этой области, заслужив престижные должности в правительстве и в академических кругах. Так, например, Пол Анастас работал научным советником Агентства по охране окружающей среды США (EPA), а также помощником администратора EPA по исследованиям и разработкам.

Пол Анастас привлек внимание мира к тому, что рациональный молекулярный дизайн может способствовать сохранению окружающей среды. Анастас — автор 10 книг, в том числе совместной с Джоном Уорнером работы «Зеленая химия: Теория и практика». 12 принципов зеленой химии, предложенные в этой книге, лежат в основе программ средних школ, колледжей и аспирантур по всему миру. Кроме того, изложенные Уорнером и Анастасом значительно изменили ландшафт химической промышленности в США и некоторых ​​других странах.

Побольше узнать о работе Пола Анастаса можно на академическом сайте (https://clc.to/PkB-IA) и в твиттере Центра зеленой химии и зеленой инженерии Йельского университета (https://twitter.com/YaleGCGE)

24/08/2021



Вчера мы спрашивали, как переводится «chirality»

23/08/2021



Обучение на магистерской программе «Наноразмерная структура материалов» проходит на английском языке. Поэтому каждую неделю мы проверяем, насколько хорошо вы знакомы со специфической англоязычной терминологией.

Область: Chemistry

Варианты ответа — на нашей странице в ВК: https://vk.com/znachit_nano

20/08/2021



Время от времени мы рассказываем о людях, за работой которых можно следить, если вы интересуетесь темой наноструктур. Герой нашей новой публикации — Каролин Рут Бертоцци (Carolyn Ruth Bertozzi), профессор в Школе гуманитарных и естественных наук Стэнфордского университета (США), исследователь в Медицинском институте Говарда Хьюза (США).

Каролин Бертоцци — основательница биоортогональной химии. Использование биоортогональных реакций позволяет позволяет изменять молекулы в живых организмах, не нарушая идущих в клетках естественных процессов. Кроме того, Бертоцци изучает гликобиологию рака, воспалительных (артрит) и инфекционных заболеваний (туберкулез). В частности, благодаря ее исследованиям сегодня наука располагает более глубоким пониманием принципов работы олигосахаридов, участвующих в распознавании клеток и межклеточной коммуникации.

Научные открытия Бертоцци вывели область биотерапии на новый уровень. Ее лаборатория разработала ряд инструментов, необходимых для исследований — например, химические инструменты для изучения гликанов в живых системах. Кроме того, в 2018 году научная группа Бертоцци разработала быстрый тест на туберкулез в местах оказания медицинской помощи.

Побольше узнать об исследованиях Каролин Бертоцци можно на официальном сайте (https://clc.to/0bEeGQ) и в ее личном твиттере (https://clc.to/OPz2mA)

19/08/2021



Вчера мы спрашивали, как переводится «enzyme»

18/08/2021



Обучение на магистерской программе «Наноразмерная структура материалов» проходит на английском языке. Поэтому каждую неделю мы проверяем, насколько хорошо вы знакомы со специфической англоязычной терминологией.

Область: Chemistry & Biology

16/08/2021



Время от времени мы рассказываем о людях, за работой которых можно следить, если вы интересуетесь темой наноструктур. Герой нашей новой публикации — Джозеф ДеСаймон (Joseph DeSimone), профессор трансляционной медицины и химической инженерии в Стэнфордском университете (США).

Научная группа ДеСаймона сосредоточена инновационных решениях проблем передовых методов 3D-печати полимеров. Лаборатория ДеСаймона исследует новые возможности в области цифровой 3D-печати, а также занимается синтезом новых полимеров, подходящих для использования в аддитивных технологиях. Работа ДеСаймона в области трансляционной медицины сосредоточена на использовании инструментов цифровой 3D-печати для разработки новых платформ для вакцин и улучшенных подходов к целевой доставке лекарств.

В 2016 году ДеСаймон был награжден Национальной медалью за технологии и инновации, высшей наградой США за достижения и лидерство в продвижении технического прогресса. За свою карьеру он получил множество других крупных наград, а также стал одним из 25 человек, избранных во все три отделения Национальных академий США (наука, медицина, инженерия).

Побольше узнать об исследованиях Джозефа ДеСаймона можно на официальном сайте (https://clc.to/i0QK0w) и в его личном твиттере (https://clc.to/xOjLxw)

13/08/2021



Вчера мы спрашивали, как переводится «Melting»

12/08/2021



Обучение на магистерской программе «Наноразмерная структура материалов» проходит на английском языке. Поэтому каждую неделю мы проверяем, насколько хорошо вы знакомы со специфической англоязычной терминологией.

Область: Physics & Materials Science

Photos from Нано значит нано's post 10/08/2021



Мы тут выбрали наши лучшие комиксы за последние два месяца.

Какой из них вам понравился больше всего?

06/08/2021

Ученые из Южного федерального университета рассчитали атомную и электронную структуру моделей нанолистов сульфида железа — новых многообещающих двумерных нанокатализаторов для реакции выделения экологически чистого топлива — водорода. Работа была опубликована в Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques (https://clc.to/1p4LSw)

Во всем мире популярность набирает экологически чистое получение энергии из возобновляемых источников — например, солнечного света. На рынке давно можно найти элементы, которые преобразуют солнечную энергию в химическую с помощью реакции расщепления воды. Тем не менее, существующие катализаторы на основе платины слишком дороги, что ограничивает их использование.

Заменить платиновые катализаторы способны наноматериалы на основе соединений недорогих и широко распространенных переходных металлов. Их ширина запрещенной зоны — то есть разность энергий электронов между состоянием с минимальной возможной энергией зоны проводимости и состоянием с максимальной возможной энергией валентной зоны — может изменяться в пределах 1-3 электронвольт (эВ). Это позволяет поглощать основную часть спектра видимого света для эффективной генерации электронно-дырочных пар. Также наноматериалы обладают большей площадью поверхности и могут содержать упорядоченные поры. Такая структура обеспечивает высокую скорость переноса заряда и доступность активных каталитических центров для ионов электролита.

Сульфид железа, благодаря своей легкодоступности — потенциально хороший кандидат для катализа реакции выделения водорода. Кроме того, наноразмерный катализатор на основе пористого железа и сульфида железа показал более высокую стабильность и эффективность по сравнению с платиновыми аналогами.

Ученые из Международного исследовательского института интеллектуальных материалов Южного федерального университета рассчитали атомную и электронную структуру моделей нанолистов сульфида железа, а именно макинавита — сульфида железа и никеля. Выяснилось, что для модельных структур кристаллического и наноразмерного макинавита отсутствует запрещенная зона между зоной проводимости и валентной зоной. Макинавит в чистом виде не проявляет выраженных каталитических свойств в реакции выделения водорода.

Однако в модели окисленного наноразмерного макинавита ученые установили расширение запрещенной зоны в результате замены половины атомов серы на атомы кислорода — при этом окисленный наноразмерный макинавит проявляет каталитическую активность. По мнению ученых, проявление каталитической активности и расширение запрещенной зоны в данном случае связаны. Расчетные модельные структуры помогут определить особенности локальной атомной и электронной структуры на поверхности макинавита в процессе реакции выделения водорода.

06/08/2021



Вчера мы спрашивали, как переводится «fission»

05/08/2021



Обучение на магистерской программе «Наноразмерная структура материалов» проходит на английском языке. Поэтому каждую неделю мы будем проверять, насколько хорошо вы знакомы со специфической англоязычной терминологией.

Область: Physics & Chemistry

04/08/2021



Время от времени мы рассказываем о людях, за работой которых можно следить, если вы интересуетесь темой наноструктур. Герой нашей новой публикации — Джиллиан Бурьяк (Jillian Buriak), профессор химии и старший научный сотрудник Национального института нанотехнологий Университета Альберты (Канада).

Исследовательские интересы Бурьяк сосредоточены на нанотехнологиях и химии материалов. Особенно ее интересует разработка, определение характеристик и приложение наноматериалов и полупроводниковых материалов в разных областях — от фотоэлектрики и возобновляемой энергии до наномедицины и катализа.

Джиллиан известна своей работой по разработке гибких, легких, не содержащих кремния солнечных элементов из наночастиц. Распыление наноматериалов на пластиковую поверхность позволило Бурьяк создать прозрачные электроды, которые действуют как солнечные элементы. Гибкость ячеек позволяет встраивать их в различные поверхности сложной формы.

Больше узнать об исследованиях Джиллиан Бурьяк можно на официальном сайте (https://clc.to/nkvjUQ) и в ее личном твиттере (https://clc.to/HBz72Q)

03/08/2021

В присутствии биоугля модифицированная реакция Фентона позволяет эффективно очищать почву от опасных органических соединений — полициклических ароматических углеводородов. К такому выводу пришли ученые из Южного федерального университета. Работа была опубликована в Environmental Geochemistry and Health (https://clc.to/-afqJA)

Почва способна загрязняться многими органическими соединениями. В частности, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) — одни из наиболее распространенных органических загрязнителей почвы. Большая часть ПАУ не разлагается микроорганизмами и так накапливается в почве. При этом ПАУ могут оказывать мутагенное и канцерогенное воздействие на человека. Поэтому необходимы технологии, способные очищать почву от ПАУ.

Реакция Фентона и подобные ей реакции — одни из распространенных методов борьбы с выбросами ПАУ. Они обычно включают серию реакций между перекисью водорода и железом, направленных на образование мощных гидроксильных радикалов, которые могут разложить органические молекулы.

Скорость Фентон-подобной реакции ограничивается низкой скоростью восстановления трехвалентного железа. В качестве решения проблемы можно использовать биоуголь — богатый углеродом древесный уголь, который получают путем пиролиза биомассы в отсутствие кислорода. Ученые из Южного федерального университета оценили эффективность биоугля в Фентон-подобной реакции разложения в черноземе одного из наиболее распространенных и опасных ПАУ, бензо[a]пирена.

Ученые выяснили, что добавление биоугля повысило эффективность удаления ПАУ и стимулировало рост ярового ячменя (Hordeum sativum distichum). Очистка чернозема от бензо[a]пирена была успешна на 75 и 95 процентов после добавления 2,5 и 5 процентов биоугля соответственно.

Кроме того, присутствие биоугля, возможно, улучшает физико-химические свойства почвы, о чем свидетельствует лучший рост Hordeum sativum distichum по сравнению с ростом в почве без биоугля. Эти результаты открывают новые возможности для применения модифицированной реакции Фентона с биоуглем для восстановления загрязненных ПАУ почв.

02/08/2021



Каждую неделю мы рассказываем вам о последних новостях из области нанотехнологий и материаловедения. В новом дайджесте: как ученые разработали мужскую нано-контрацепцию и самый тонкий компакт-диск.

Липидный полимер обеспечивает безопасную доставку РНК-препаратов в легкие

Исследователи из Университета Хоккайдо (Япония) создали и протестировали библиотеку соединений на основе липидов, чтобы найти способ безопасной и эффективной доставки РНК-препаратов в легкие. Ученым удалось выявить липидный полимер, который в будущем может быть использован для лечения острого респираторного дистресс-синдрома, легочной гипертензии и рака легких.

Источник: https://clc.to/MuRMfg
Время чтения: 3 минуты.
Язык: английский.

Новый наноматериал для получения экологически чистого топлива

Ученые из Университета Центральной Флориды (США) впервые разработали наноразмерный материал, который может эффективно расщеплять морскую воду на кислород и экологически чистое топливо — водород. Процесс расщепления воды на водород и кислород известен как электролиз, и до сих пор его эффективное выполнение было сложной задачей.

Источник: https://clc.to/SLveFg
Время чтения: 3 минуты.
Язык: английский.

Новый тип мужской контрацепции

Китайские ученые создали магнитные биоразлагаемые наноматериалы, которые помогли снизить вероятность рождения мышат как минимум на 30 дней. Новый метод мужской контрацепции, возможно, однажды может стать достойной альтернативой традиционным подходам.

Источник: https://clc.to/7H3DHA
Время чтения: 3 минуты.
Язык: английский.

Самовосстанавливающиеся кристаллические материалы

Ученые из Индийского института научного образования и исследований (IISER) в Калькутте (Индия) открыли новый класс материалов, которые при разрушении могут восстанавливаться за миллисекунды. В будущем они могут найти применение в различных высокотехнологичных приложениях.

Источник: https://clc.to/1kLpQw
Время чтения: 5 минут.
Язык: английский.

Самый тонкий CD-RW

С помощью сфокусированного лазерного луча можно управлять свойствами наноматериалов — например, «записывать» информацию на однослойные материалы. Таким образом ученые из Китая получили тончайший диск с функциями хранения данных и шифрования на атомарном уровне.

Источник: https://clc.to/ObDdNw
Время чтения: 4 минуты.
Язык: английский.

30/07/2021

Ученые из Научно-исследовательского института интеллектуальных материалов, Института математики, механики и информатики, Института физической и органической химии Южного федерального университета г. Ростов-на-Дону, Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» и Института геологии рудных месторождений (ИГЕМ РАН), г. Москва, Департамента физики, Межведомственных центров CrisDi и NIS, Справочного центра INSTM, Туринского университета, Италия, исследовали процесс получения наночастиц золота из коллоидного раствора, содержащего NaAuCl4 в качестве исходного вещества в присутствии растворителя октадецена и восстановителя олеиламин. Работа опубликована в журнале «Радиационная физика и химия»: https://clc.to/-iZQOw

Металлические наночастицы активно применяются во многих сферах - в биомедицине, в компонентах систем хранения данных, при создании солнечных батарей, топливных ячеек и в других областях. Наночастицы золота также получили широкое распространение благодаря уникальному сочетанию размерных факторов, активных поверхностных свойств и высокой электронной проводимости. В настоящее время НЧ золота используют в биомедицине, в катализе и в электронике. Наиболее распространенными методами синтеза золотых НЧ является восстановление галогенидов золота в растворе в присутствии растворителя и восстановителя. Основные стадии процесса синтеза наночастиц в растворе: нуклеация (образование зародышей), коалесценция (слияние зародышей) и рост. Скорость всех стадий процесса зависит от концентрации реагирующих веществ и их химической природы. Для контроля размера и формы получаемых в процессе синтеза частиц необходимо знание механизма их образования и роста. В данной работе для изучения процесса синтеза НЧ золота ученые обратились к известному методу получения НЧ в органической среде с использованием олеиламина (C18H35NH2) в качестве восстановителя. Олеиламин широко используется в синтезе наночастиц металлов или их оксидов, так как его аминогруппа (-NH2) может выступать донором электронов при нагревании, а длинная углеводородная (-C18H35) цепочка позволяет стабилизировать получаемые наночастицы. Все стадии процесса синтеза наночастиц ученые наблюдали при помощи комплексного применения спектральных методов контроля (оптическая спектроскопия поглощения, метод динамического рассеяния света, спектроскопия рентгеновского поглощения, просвечивающая электронная микроскопия) в режиме реального времени.

В результате наблюдения за процессом синтеза и последующего анализа экспериментальных данных, ученые смогли выделить основные стадии образования коллоидного золота. В частности, анализ спектров рентгеновского поглощения показал наличие трех основных стадий синтеза, которые различаются по степени окисления золота – Au3+, Au1+, Au0. Ученым удалось проследить изменение концентрации этих трех групп ионов на всем протяжении синтеза и установить, что на первом этапе реакции происходит быстрый переход из Au3+ в Au1+, а затем наблюдается медленное восстановление Au1+ до металлического золота - Au0. Продукты реакции были проанализированы при помощи просвечивающей электронной микроскопии и выявили узкое распределение по размерам (8-12 нм) полученных наночастиц Au с максимумом распределения - 10нм.

Результаты данной работы важны для понимания процессов синтеза наночастиц золота и позволят расширить спектр его применения в высокотехнологичных областях промышленности.

30/07/2021



Вчера мы спрашивали, как переводится «pendulum»

29/07/2021



Обучение на магистерской программе «Наноразмерная структура материалов» проходит на английском языке. Поэтому каждую неделю мы проверяем, насколько хорошо вы знакомы со специфической англоязычной терминологией.

Область: Physics

28/07/2021



Время от времени мы рассказываем о людях, за работой которых можно следить, если вы интересуетесь темой наноструктур. Герой нашей новой публикации — Венди Ли Квин (Wendy Lee Queen), доцент и директор лаборатории функциональных неорганических материалов Института химических наук и инженерии Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария).

Работа исследовательской группы Квин сосредоточена на синтезе новых пористых адсорбентов, а именно металлоорганических каркасов (M*F), представляющих особый интерес для приложения в ряде комплексов гость-хозяин. Команда Квин предлагает инновационный подход к проектированию и синтезу гибридных органических и неорганических материалов для их применения в области разделения газа и жидкости, катализа.

Конечная цель исследований Квин - поделиться знаниями для решения ряда глобальных проблем, таких как снижение потребления энергии, разработка экологически безопасных процессов, сокращение выбросов CO2 и очистка воды. Венди Ли Квин стремится обучить новое поколение исследователей, компетентных для того, чтобы стать в будущем лидерами исследований, связанных с энергетикой и окружающей средой.

Побольше узнать об исследованиях Венди Ли Квин можно на официальном сайте (https://www.epfl.ch/labs/lfim/queen) и в ее личном твиттере (https://twitter.com/lfim_epfl)

27/07/2021

Ученые из Южного федерального университета с помощью зеленого синтеза получили наночастицы Ag и Ag2O. Синтезированные ими частицы могут эффективно и быстро разлагать токсичные азокрасители. Работа была опубликована в Membranes (https://clc.to/pdmIYg)

Использование экстрактов растений в синтезе наночастиц - передовая область биотехнологии, которая является экономически и экологически выгодной альтернативой другим методам синтеза наночастиц. Некоторые биомолекулы в растительном экстракте могут восстанавливать ионы металлов до наночастиц в одностадийном процессе зеленого синтеза. Причем синтез происходит быстро и легко даже при комнатной температуре и нормальном давлении.

Особый интерес представляет “растительный” синтез наночастиц серебра (Ag). Оксиды серебра могут использоваться, например, в разработках наноразмерной электроники. Кроме того, известно, что некоторые нанокатализаторы на основе серебра способны разлагать органические загрязнители до конечных продуктов (CO2, H2O и т.д.) при облучении видимым светом. В частности, для некоторых оксидов металлов (в т.ч. серебро) показана их способность эффективно разлагать азокрасители.

Азокрасители являются наиболее широко используемыми красителями в текстильной промышленности. Они токсичны и могут вызывать различные инфекции у животных и людей. Однако около 15–20% общего количества азокрасителей сбрасывается в промышленные сточные воды, что наносит вред окружающей среде. При этом биодеградация азокрасителей затруднена из-за их сложной структуры и синтетической природы.

Ученые из Международного исследовательского института интеллектуальных материалов Южного федерального университета оценили биоразлагаемый и детоксифицирующий эффекты наночастиц Ag и Ag2O на разложение двух азокрасителей при разном времени реакции. Предварительно ученые с помощью зеленого синтеза получили наночастицы Ag и Ag2O, используя водный экстракт листьев Phoenix dactylifera L (финик пальчатый).

Ученые показали, что синтезированные ими наночастицы обладают превосходной фотокаталитической активностью в отношении разложения азокрасителей. Фотокаталитическое разложение двух азокрасителей, метиленового синего и конго красного, имело высокую эффективность обесцвечивания (84,5%), полученную всего через 50 мин после начала реакции.

26/07/2021



Каждую неделю мы рассказываем вам о последних новостях из области нанотехнологий и материаловедения. В новом дайджесте: как японские ученые синтезировали арилсульфид без неприятного запаха, а корейские, напротив, научились детектировать неприятный запах. Правда, изо рта.

Датчик неприятного запаха изо рта

Неприятный запах изо рта - нежелательный спутник, особенно на собеседовании, в гостях или на первом свидании. Кроме того, неприятное дыхание иногда может свидетельствовать о серьезных проблемах с зубами. При этом большинство людей не чувствуют запаха собственного дыхания. Ученые из Корейского института передовых технологий и Высшего технологического института Samsung (Южная Корея) разработали портативный датчик размером с большой палец, который может сигнализировать о неприятном дыхании, определяя содержание сероводорода в выдыхаемом воздухе.

Источник: https://clc.to/EzvDpA
Время чтения: 3 минуты.
Язык: английский.

Магнит атомарной толщины

Ученые Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Министерства энергетики США и Калифорнийского университета в Беркли (США) получили ультратонкий магнит, работающий при комнатной температуре. Толщина полученного магнита - один атом. Такой ультратонкий магнит может послужить оптимальной платформой для исследований в области квантовой физики, а также дать начало разработкам новых компактных спинтронных устройств памяти с высокой плотностью записи информации на носители.

Источник: https://clc.to/GtTNPQ
Время чтения: 5 минут.
Язык: английский.

Экологически чистый биопластик

Производство, переработка и утилизация пластмасс представляют собой серьезную угрозу для окружающей среды и здоровья человека. Однако исследователи из Геттингенского университета (Германия) предложили использовать циннамат целлюлозы, гидропластичный полимер, для обработки и изменения формы которого достаточно обычной воды.

Источник: https://clc.to/AevYdA
Время чтения: 3 минуты.
Язык: английский.

Новый эластичный композитный материал

Исследователи из Университета Джорджии (США) разработали новый композитный материал, который обладает подходящими свойствами для медицинских масок и бинтов. Полученные нетканные материалы эластичные, дышащие и хорошо впитывающие жидкость. Кроме того, при изготовлении композитных нетканных материалов можно использовать переработанный хлопок, что удешевляет производство и делает его более экологичным.

Источник: https://clc.to/_hlQ9A
Время чтения: 4 минуты.
Язык: английский.

Ароматический, но не ароматный

Арилсульфид, органическое ароматическое соединение, которое содержится в составе препаратов, эффективных против астмы, болезни Альцгеймера и некоторых видов рака. Традиционно синтез арилсульфида требует стадии, в которой используются тиолы. Эти соединения имеют неприятный запах и токсичны. Химики из Университета Васэда (Япония) разработали катализируемый никелем безтиоловый синтез арилсульфида.

Источник: https://clc.to/FkBj-A
Время чтения: 4 минуты.
Язык: английский.

23/07/2021

Ученые из Южного федерального университета синтезировали катодный материал, перспективный для применения в высоковольтных литий-ионных батареях. Метод синтеза нанокристаллического оливина LiCoPO4, который предложили ученые, значительно сократит затраты на его промышленное производство. Работа была опубликована в Journal of Electronic Materials (https://clc.to/kAsbnw).

Последние исследования свидетельствуют в пользу практического использования оливинов в качестве эффективных и недорогих композиционных катодных материалов. Например, LiFePO4, исторически первый из катодов этого класса, уже применяется в коммерческих литий-ионных элементах и демонстрирует хорошие электрохимические показатели.

Оливин LiCoPO4 - многообещающий катодный материал для высоковольтных литий-ионных батарей из-за его высокого окислительно-восстановительного потенциала и теоретической емкости. Существует несколько методов синтеза LiCoPO4. Известно, что микроволновое излучение может значительно сократить время, необходимое для образования нанокристаллов LiCoPO4.

Ученые из Международного исследовательского института интеллектуальных материалов Южного федерального университета синтезировали нанокристаллы LiCoPO4 путем низкотемпературного микроволнового сольвотермическего синтеза всего за 3 часа. Кроме того, ученые решили во время синтеза добавлять миристиновую кислоту в качестве источника углерода, что значительно улучшило адгезию проводящего покрытия к частицам материала.

Полученные образцы активировали как в инертной атмосфере (в аргоне), так и на воздухе и сравнили между собой. Благодаря добавлению миристиновый кислоты степень окисления кобальта, локальная атомная структура и электрохимические характеристики материала не отличались в образцах, активированных при разных условиях. При этом использование воздуха для активации LiCoPO4 сильно снижает затраты на производство.

23/07/2021



Вчера мы спрашивали, как переводится «resin»

22/07/2021



Обучение на магистерской программе «Наноразмерная структура материалов» проходит на английском языке. Поэтому каждую неделю мы проверяем, насколько хорошо вы знакомы со специфической англоязычной терминологией.

Область: Materials science

21/07/2021



Время от времени мы рассказываем о людях, за работой которых можно следить, если вы интересуетесь темой наноструктур. Наш сегодняшний герой — Тери Одом (Teri W. Odom), профессор химии, материаловедения и инженерии в Северо-Западном университете (США), главный редактор рецензируемого научного журнала Nano Letters.

Тери Одом — эксперт в области разработок структурированных наноматериалов, которые проявляют интересные оптические свойства в зависимости от формы. Научная группа Одом первой разработала набор инструментов для нанопроизводства, благодаря которым стала доступна технология плоской оптики. С помощью нее можно управлять светом в наномасштабе и даже превзойти дифракционный предел!

Также научная группа Одом на основе плазмонов разработала наноразмерные лазеры с настраиваемым цветом. Еще ученые создали подложки с контролируемым смачиванием и супергидрофобностью, а также наноконструкции, которые демонстрируют хорошие результаты в диагностике и терапии раковых заболеваний.

Побольше узнать об исследованиях Тери Одом можно на официальном сайте ее научной группы (https://clc.to/87vF_Q) и в ее личном твиттере (https://clc.to/2CoFww)

20/07/2021

Ученые из России и Турции придумали, как использовать отходы сельского хозяйства для рекультивации загрязненных почв. Совместную работу об этом они представили на конференции E3S Web of Conferences (169 , 02011 (2020) APEEM 2020).

Огромное количество углеродсодержащих отходов аккумулируется в регионах, где производятся органические продукты питания. Так, на юге европейской части России, в Ростовской области, накапливается ежегодно до 300 тысяч тонн лузги подсолнечника. А из-за роста производства растительного масла этот объем увеличивается. Перспективное направление переработки растительной биомассы — получение биосорбентов (биоугля) путем пиролиза в инертной атмосфере. Биоуголь применяют для восстановления (мелиорации и ремедиации) почв, подвергшихся техногенным загрязнениям.

Для южных регионов особенно важны исследования по рекультивации почв, загрязненных медью. Потому что медь используется там в разных отраслях промышленности. Выброс соединений Cu в речные системы может привести к обширным скоплениям металла в донных отложениях, по берегам рек и в пойменных почвах. Рекультивация пойменных почв, загрязненных тяжелыми металлами, такими как Cu, необходима для снижения воздействия на окружающую среду и здоровье людей.

Из-за сложности процесса почвообразования, его высокой динамичности и специфики водоснабжения почв — пойменные почвы и методы их детоксикации плохо изучены. Так что целью научной работы стала разработка технологии получения высокопористых биосорбентов из отходов лузги подсолнечника для рекультивации почв, загрязненных медью.

На первом этапе работы были исследованы экспериментальные образцы, полученные термическим разложением биомассы лузги подсолнечника. Образцы биоугля были получены при различных температурах 300°, 500°, 700°, 900° С, скоростях нагрева от 5 до 30°С / мин и временах выдержки от 10 до 75 мин. Затем образцы были тщательно изучены различными методами для определения удельной поверхности и пористости полученного материала, выявления особенностей топографии (свойств поверхности) и морфологии (микрогеометрии) пористой структуры. Были проведены исследования распределения пор по размерам и форме. В результате обработки большого массива экспериментальных данных ученые пришли к выводу, что биоуголь с наилучшими адсорбционными свойствами получается при трехстадийном пиролизе с соблюдением следующих режимов: конечная температура 700°С, время выдержки 10-30 мин, скорость нагрева 15° С / мин.

Второй этап исследований включал в себя модельные эксперименты по изучению эффективности полученного биосорбента для рекультивации загрязненного грунта. Эксперимент проводился с трехкратным повторением измерений на протяжении трех месяцев, полученные результаты сравнивали с данными контрольных образцов грунта. Основное действие биосорбента направлено на превращение подвижной меди в органически связанную. Повышение удельной адсорбции металлов в биоуглях происходит за счет связывания органических радикалов -OH, -COOH-C = O- и C = N с ионами металлов.

Модельный эксперимент показал, что добавление полученного высокопористого биосорбента к загрязненной почве оказывает положительное влияние на иммобилизацию подвижных соединений Cu. Это проявляется как в уменьшении мобильных частиц металла, так и в увеличении доли меди, прочно связанной с органическим веществом и глинистыми минералами.

Результаты работы показали, что полученный биосорбент может эффективно связывать медь в устойчивые фракции, снижая ее подвижность в загрязненных пойменных почвах. Это важный результат как для рекультивации и очистки загрязненных почв, так и для эффективной утилизации отходов сельхозпроизводства.

Авторы работы — исследовательские группы из «Южного научного центра РАН», Южного федерального университета, Академии биологии и биотехнологии Ростова-на-Дону и Технического университета Коньи (Турция)

Want your school to be the top-listed School/college?

Address

Большая Садовая Улица , 105/42
Rostov-on-Don
344006