От УФ-защиты до очистки воды: разработки отечественных химиков показали студентам в ИОНХ РАН
Средства УФ-защиты, ионогели для очистки воды и воздуха, люминесцентные материалы — все это создается в лаборатории синтеза функциональных материалов и переработки минерального сырья Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН (ИОНХ РАН). Вживую эти и другие разработки отечественных химиков увидели участники студенческого тура в ИОНХ РАН, проведенного порталом «Научная Россия» 22 сентября.
Об исследованиях гостям рассказал научный сотрудник ИОНХ РАН, ведущий преподаватель Центра дополнительного образования института Даниил Андреевич Козлов.
В числе материалов, получаемых в лаборатории, — средства защиты от ультрафиолетового излучения.
«Первое, что приходит на ум, — это различные кремы, которые мы используем для того, чтобы защитить кожные покровы. Классические кремы, представленные на рынке, включают в себя <…> оксиды цинка или титана либо органические фильтры. В случае с неорганическими фильтрами существует небольшой неприятный момент: под действием ультрафиолетового излучения они высвобождают активные формы кислорода, которые в дальнейшем могут деструктивно влиять на кожу. Соответственно, существует задача замены классических оксидов титана или цинка на что-то более удобное, что нейтральнее относится к коже либо обладает дополнительным заживляющим эффектом. И она успешно решена. В качестве вариантов мы можем предложить оксид церия либо фосфат церия. Получаемые таким образом кремы довольно стабильны и <…> обладают высоким фактором защиты от солнечного излучения», — объяснил Д.А. Козлов. Названные вещества также можно вводить в состав полимеров, чтобы получаемые из них изделия были устойчивы к воздействию УФ-излучения.
Еще одно направление работы сотрудников лаборатории — ионогели. Эти материалы, объединяющие в себе аэрогель и специальную ионную жидкость, предназначены для очистки растворов от различных ионов-загрязнителей. Например, студенты увидели ионогель, поглощающий ионы железа.
Ученые также ведут работу в области люминесцентных материалов. Под воздействием ультрафиолетового излучения полученные в лаборатории соединения начинают светиться разными цветами. Их можно использовать в качестве сенсоров, позволяющих оценить характеристики среды. Один из примеров — «люминесцентная бумага» на основе лактатов редкоземельных элементов.
«Мы можем подобрать такие <…> параметры, чтобы система откликалась на изменение внешних факторов. Например, в зависимости от температуры или от влажности такие материалы могут изменять спектр своей люминесценции, что позволяет нам удаленно визуализировать изменение температуры или влажности», — отметил Д.А. Козлов. Помимо этого, в лаборатории создаются фотохромные материалы — соединения, временно меняющие окраску под воздействием ультрафиолетового излучения.
Примечательные разработки химиков ИОНХ РАН — золи — простыми словами, это растворы, содержащие взвесь наночастиц. Участники студенческого тура познакомились с золем оксида церия, обладающим полезными биологическими свойствами.
«Оксид церия <…> имеет выраженную ферментоподобную активность: он может переводить активные формы кислорода в более безопасные молекулы, предотвращая окислительный стресс для организма», — отметил Д.А. Козлов.
Во время студенческого тура «Научной России» студенты также побывали в институтском Центре цвета, где узнали о применении искусственного интеллекта в разработке молекулярных излучателей. Кроме того, молодые люди посетили лабораторию химии координационных полиядерных соединений, где познакомились с перспективами применения различных комплексов металлов с органическими молекулами, включая материалы с «переключаемыми» магнитными свойствами.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Корреспондент: Анастасия Жукова
Фотограф: Елена Либрик