Разработан способ интеграции MOF-структур непосредственно в ткань. Созданные композиты эффективно разрушают органические загрязнители под воздействием света и открывают новые горизонты для прикладной науки и промышленности.
Специалисты Томского государственного университета создали новый тип «умных» тканных сорбционных материалов. Их уникальность заключается в особом методе интеграции металлоорганических координационных полимеров (MOF) в структуру ткани. В отличие от существующих аналогов, такие материалы не только поглощают, но и нейтрализуют опасные органические соединения.
В 2025 году за разработки в области MOF была вручена Нобелевская премия по химии, однако реальное использование этих материалов ограничивалось их сыпучестью и неэффективностью пористой структуры. Российские химики нашли решение этой проблемы, разработав метод иммобилизации — «выращивания» полимера прямо в ткани.
«Наш подход отличается тем, что мы не наносим материал на ткань, а создаем его непосредственно в структуре ткани. Это позволяет не только увеличить содержание металлоорганического координационного полимера до 10–25% в композитном материале, но и надежно закрепить его в структуре ткани», — комментирует студентка четвертого курса Валерия Лобанова.
Суть метода заключается во введении в ткань специального предшественника, который под воздействием температуры и растворителей образует наночастицы MOF на поверхности нитей и в межнитевом пространстве.
В качестве основы ученые использовали хлопок и синтетический полиэтилентерефталат (ПЭТФ). Уже созданы три разновидности материалов с различными характеристиками. Один из них поглощает газообразные загрязнители, второй способен каталитически разрушать опасные органические соединения, а третий обладает фотокаталитической активностью — разрушает загрязнители под действием солнечного света. В частности, третий тип материала MIL-100 (Fe) продемонстрировал высокую эффективность в очистке воды от фенола при комнатной температуре. По словам экспертов, его синтез прост и легко масштабируем.
Созданные композиты объединяют гибкость и прочность ткани с уникальными свойствами MOF. Они могут быть использованы для очистки воды и воздуха, а также для создания самоочищающейся одежды, устраняющей неприятные запахи и вредные вещества. Кроме того, их можно применять для доставки лекарств через кожу, мониторинга вредных факторов на производстве и хранения антипиренов для повышения огнестойкости.
Таким образом, внедренные в ткань наночастицы MOF способны выполнять множество функций, реагируя на температуру, влажность или свет. Это открывает широкие перспективы для фундаментальной науки и прикладных решений.
Тем временем международное исследование выявило неожиданно высокое содержание метилсилоксанов в атмосфере над лесами и городами. Рассказали о главных источниках загрязнения и возможных последствиях для экологии.
Фото: hi-tech.mail.ru