Los científicos de la Universidad Estatal de los Urales del Sur se dedican a la creación de un absorbente de carbono multifuncional. El material podrá absorber varios tipos de sustancias nocivas producidas en la producción industrial y sorber selectivamente sustancias orgánicas individuales. El sorbente original puede apuntar a los contaminantes más peligrosos, cuya absorción será prioritaria para él. Sobre este tema, se publicó un artículo científico en la revista Refractarios y Cerámicas Industriales .

Los científicos ya han patentado un absorbente de carbono de acción selectiva en relación con el fenol, una sustancia orgánica que tiene un efecto tóxico sobre el medio ambiente y la salud humana. El fenol pertenece a la segunda clase de peligro, penetrando fácilmente en el cuerpo a través de la piel y los pulmones, afectando negativamente el funcionamiento de los sistemas nervioso y cardiovascular. La tarea esencial que los científicos se proponen es desarrollar materiales que, en volúmenes máximos, "absorben" tipos específicos de impurezas tóxicas que ingresan al medio ambiente.

"Nos dedicamos a los sorbentes de carbono. Según los conceptos modernos, la estructura porosa es responsable de su adsorción, es decir, macroporos y microporos del material. Si los tamaños de los poros son relativamente iguales al tamaño de las moléculas, el material obtendrá buenas propiedades absorbentes. En otras palabras, Las moléculas de una sustancia nociva penetrarán en la estructura del sorbente y permanecerán en él. Sin embargo, el problema clave es que moléculas de diversas sustancias de tamaño similar se absorben en un caso y no en el otro. Además, si en un material de carbono hay dos poros de tamaño similar, entonces en una de las adsorciones de alguna sustancia puede ocurrir, pero en el otro, no se observa adsorción. Esta es la principal contradicción de la presente teoría, "dice Alexander Soldatov, candidato de ciencias técnicas, profesor asistente de seguridad de la vida en el Instituto Politécnico del SUSU.

Los científicos parten de la suposición de que la estructura porosa definitivamente afecta la adsorción, pero la estructura química de su superficie considera la contribución más significativa a la capacidad de adsorción de un sorbente de carbono. Dependiendo de la estructura del material de carbono, exhibirá propiedades absorbentes en relación con una clase particular de compuestos orgánicos en mayor o menor medida.

A este respecto, el equipo científico estudia varios sorbentes, evaluar sus propiedades absorbentes, y luego modificar químicamente la estructura superficial del material. Próximo, se realiza una prueba del sorbente, cuya finalidad es comprobar si la capacidad de sorción del material ha aumentado o no. Como sigue, la estructura de la superficie del sorbente, así como su porosidad, determina la efectividad de dicho material cuando interactúa con contaminantes.

Hasta la fecha, Se han realizado experimentos con diversas sustancias nocivas, incluyendo fenol, polifenoles, aldehídos, cetonas escuela politécnica, y compuestos heteroaromáticos, y otros. El estudio mostró que cada clase de sustancias es absorbida por un sorbente con varios grados de intensidad. A este respecto, los científicos se propusieron otra tarea.

"En condiciones industriales, una empresa específica posee una lista determinada (bastante limitada) de contaminantes. Basado en esto, podemos producir sorbentes que sorberán selectivamente un cierto grupo de componentes. Dado que la capacidad de cualquier material absorbente es limitada, la prioridad para nosotros es la absorción de las sustancias más peligrosas para el medio ambiente. Si el sorbente absorbe principalmente algunas sustancias y excluye otras, podremos limpiar con mayor eficacia, por ejemplo, agua de las impurezas más dañinas. En otras palabras, podremos regular la selectividad de los sorbentes, generarlos para la absorción de grupos específicos de sustancias "por encargo", "dijo Alexander Soldatov.

Los procesos de sorción se utilizan no solo para resolver problemas ambientales sino también en la producción industrial. Por lo tanto, los resultados del estudio de los sorbentes de carbono pueden encontrar aplicación tanto en la protección del medio ambiente como en la producción de diversos productos militares y civiles. Se sabe que el enlace de carbono posee una fuerza excepcional, y los materiales de carbono con la misma resistencia son mucho más ligeros que la mayoría de los metales. Además, La fibra de carbono refuerza y ​​refuerza muchos materiales compuestos. Otra posible aplicación representa la creación de nuevas baterías de sulfuro de litio, que será un 20-30% más eficiente que los que se utilizan actualmente.