Разработчики из Санкт-Петербурга получили инновационный пористый материал на основе диоксида кремния. Он характеризуется высокой удельной площадью поверхности и безопасен для использования в медицине и для окружающей среды. Новая разработка демонстрирует значительные преимущества перед существующими оксидными материалами и обладает свойствами, сопоставимыми с графеном – ультратонким и при этом очень прочным и эластичным веществом, состоящим из одного слоя атомов углерода, связанных самыми прочными известными химическими связями. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Today. Исследование проводилось при поддержке Министерства науки и инноваций Российской Федерации и программы «Приоритет 2030».
Площадь поверхности нового материала сопоставима с площадью графена и составляет 2,5 тыс. м² на 1 г. Специалисты из Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН и Университета ИТМО, разработавшие это ноу-хау, подчеркнули его потенциал в области очистки газов и жидкостей от токсичных веществ, а также для создания систем доставки лекарственных препаратов. Материал был получен посредством жидкостного химического синтеза: ученые на молекулярном уровне соединили органические и неорганические компоненты, после чего аккуратно удалили органическую составляющую. В результате сформировалась высокопористая структура, напоминающая ажурную сетку с тонкими стенками, как сообщили в пресс-службе ИТМО. Данный материал отличается стабильностью даже в экстремальных условиях, легко поддается модификации для решения различных задач и характеризуется безопасностью применения.
Ведущий научный сотрудник Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН, доктор физико-математических наук, поделился информацией с корреспондентом «Научной России» о своей работе Михаил Валерьевич Рыбин.
«Впервые в мире мы создали материал на основе диоксида кремния, обладающий ультравысокой эффективной площадью поверхности, сопоставимой с передовыми достижениями в области графена. Мы стремимся создавать материалы с большой площадью поверхности, на которой впоследствии можно размещать различные функциональные активные группы для практического применения, включая катализ – то есть для ускорения химических реакций – а также для сенсорики, очистки жидкостей, доставки лекарственных препаратов и в других областях. Мы разработали материал на основе диоксида кремния. Фактически, это хорошо известный песок. Он абсолютно нетоксичен и безопасен, но при этом сохраняет устойчивость к экстремальным воздействиям, таким как высокие температуры до 400 ℃ и выше. Подобные материалы широко доступны, и, как я полагаю, в будущем можно будет организовать их производство, однако для крупнотоннажной промышленности потребуются новые технологические решения. В настоящее время мы получаем образцы в лабораторных условиях, а не в промышленных масштабах. Я считаю, что такие материалы обладают огромным потенциалом и обязательно найдут применение в будущем».
Новость создана при содействии Министерства науки и высшего образования Российской Федерации