Ученые Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) совместно с коллегами из Петербургского института ядерной физики имени Б. П. Константинова РАН разработали способ модификации углеродного волокнистого сорбента. Материал предназначен для удаления загрязняющих веществ из воды и воздуха. Патент на технологию зарегистрирован в июле 2026 года.

Разработка позволяет улучшить сорбционные свойства материала с помощью водорастворимого фуллерена – особой формы углерода. Как рассказала ТАСС исполняющая обязанности заведующего кафедрой наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов имени А. И. Меоса СПбГУПТД Ольга Асташкина, в лабораторных испытаниях сорбент показал способность улавливать различные загрязнители.

Как работает новый сорбент

Сорбенты – это материалы, способные поглощать или удерживать вещества из окружающей среды. Их используют, в частности, в системах фильтрации воды и воздуха.

Разработанный материал представляет собой активированное углеродное волокно, свойства которого изменяют с помощью фуллерена. В ходе испытаний исследователи проверяли, насколько эффективно сорбент удерживает ионы меди, органический краситель метиленовый голубой и пары толуола – летучего органического соединения, применяемого в промышленности.

Таким образом, материал исследовали для применения как в водных, так и в газовоздушных средах.

В чем преимущество технологии

Главная особенность разработки – способ обработки углеродного волокна. Для модификации используют водный раствор с водорастворимым фуллереном. Его готовят при комнатной температуре обычным перемешиванием, без органических растворителей, ультразвуковой обработки и высокотемпературного обжига на этапе модификации.

После обработки материал извлекают из раствора и сушат. Важно, что речь идет об отказе от высокотемпературного обжига при модификации, а не от нагрева на всех этапах производства: согласно патенту, готовый сорбент сушат при температуре 105–115 °C.

Такой подход упрощает технологический процесс и позволяет отказаться от некоторых дополнительных операций, необходимых в других методах получения фуллеренсодержащих материалов.

Что показали испытания

Одним из показателей, которые использовали для оценки сорбента, стала адсорбционная активность по йоду. В патенте для отдельных образцов приведены значения до 105%. Этот показатель характеризует способность материала поглощать йод в условиях испытания и используется для оценки сорбционных свойств.

Исследователи также измеряли сорбционную емкость по метиленовому голубому, ионам меди и парам толуола. Результаты показали, что модификация фуллереном может улучшать способность углеродного волокна удерживать эти вещества.

При этом лабораторные результаты сами по себе не означают, что материал уже готов к массовому использованию: для практического внедрения необходимо оценить его работу в конкретных фильтрующих системах и условиях эксплуатации.

Где может пригодиться разработка

По словам представителей университета, материал рассматривают как основу для создания нескольких видов продукции:

– фильтров для бытовой и промышленной очистки воды;

– медицинских и химических респираторов;

– защитной экипировки для работников предприятий, где существует риск контакта с вредными веществами.

Пока речь идет о перспективных направлениях применения, а не о готовых изделиях, уже поступивших в продажу.

Новая технология предлагает способ повысить сорбционные свойства углеродного волокна без использования органических растворителей на этапе модификации. Следующий шаг – оценить возможности практического применения материала и определить, насколько эффективно он будет работать в составе реальных систем очистки воды и воздуха.

Текст: Foxtime.ru / фото: ИИ (OpenAI)