Инженеры из Университета Райса в Хьюстоне разработали дешевый и быстрый способ создания ковалентных органических рамок (COFs) — особых материалов, способных улавливать газы и расщеплять опасные вещества. Результаты исследования, опубликованные в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, открывают путь не только к экологической очистке, но и к анализу микросреды древних экосистем, где жили вымершие виды животных.
Ученые сконструировали микрозавод непрерывного действия прямо на лабораторном столе. В нем ингредиенты для пористых полимеров смешиваются в постоянном потоке. По словам исследователей, процесс напоминает выпечку печенья небольшими партиями: это быстрее, требует меньше энергии и позволяет тонко контролировать качество продукта. Подобно тому, как пористые породы в замкнутых пещерах тысячелетиями задерживали газы и воду, сохраняя микросреду для доисторических людей и вымерших животных, новые материалы способны избирательно захватывать молекулы. Эта особенность делает их идеальным инструментом для точного химического анализа таких древних экосистем.
В качестве доказательства эффективности инженеры испытали один из созданных полимеров на перфтороктановой кислоте (PFOA) — веществе из группы «вечных химикатов» (PFAS). Эти соединения широко используются в бытовой технике и посуде с антипригарным покрытием, из-за чего проникают в питьевую воду, накапливаются в природе и провоцируют онкологию. Оказалось, что новые наногубки расщепляют токсин под воздействием света при комнатной температуре значительно быстрее существующих фильтров.
Традиционный синтез ковалентных органических рамок требовал высоких температур и токсичных растворителей, что делало производство дорогим и ограничивало его масштабы. Использование потоковых микрореакторов решает эту проблему. В будущем технология поможет наладить массовый выпуск материалов для полупроводников, датчиков и систем доставки лекарств, обеспечивая их высокую безопасность.
Ранее ученые раскрыли секрет питания грибов для создания экологичного пластика и лекарств.