6 декабря 2025
В Пермском Политехе создали суперсорбент из водорослей, который ловит радиоактивный цезий в 11 раз лучше природы
Российские ученые совершили прорыв в очистке воды от радиоактивного цезия.
Они превратили обычные бурые водоросли в мощный фильтр, способный избирательно захватывать опасные частицы, что открывает путь к созданию безопасных технологий для ликвидации последствий радиационных аварий.
Проблема радиоактивного загрязнения рек и озер с каждым годом становится все острее. Главную опасность в воде представляет цезий-137 — продукт работы атомных электростанций, предприятий ядерного цикла и испытаний оружия. Этот элемент остается опасным десятки лет, путешествует по водным артериям и, попадая в живые организмы, может вызывать рак. Существующие методы очистки далеки от идеала: природные материалы вроде глины или водорослей работают плохо, а химическая очистка порождает новый опасный осадок. Ученые из Пермского Политеха, кажется, нашли элегантное решение, создав биосорбент на основе водорослей, который превосходит природные аналоги в 11 раз, сообщает Naked Science.
Цезий-137 — коварный и долгоживущий враг. Он обнаруживается по всему миру, а в некоторых регионах, таких как Чернобыль, Фукусима или районы уральских комбинатов, его концентрация особенно высока. Опасность кроется в его умении маскироваться. Похожий на жизненно важный калий, он беспрепятственно проникает в организм, где наши клетки принимают его за полезный элемент. Радиоактивный цезий распределяется по тканям, создавая внутри постоянный источник облучения, который повреждает ДНК и повышает риски онкологических заболеваний.
Ловушка из моря и «берлинской лазури»:
Чтобы создать эффективную ловушку для цезия, исследователи обратились к морским водорослям — бурым, красным и морской траве. Эти природные фильтры содержат вещества, связывающие металлы, но их естественной силы недостаточно. Тогда ученые пошли дальше, усилив водоросли с помощью ферроцианида железа, известного как «берлинская лазурь». Этот компонент играет роль молекулярной ловушки, избирательно захватывающей именно ионы цезия.
«Его ключевая роль — создание молекулярных "ловушек" именно для цезия. Это соединение обладает уникальной способностью избирательно захватывать и прочно удерживать опасные частицы, даже в присутствии других металлов», — объяснила Лариса Пан, кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ.
Модификация проводилась методом послойного нанесения, который создает прочное покрытие. Дополнительную прочность обеспечивают природные «якоря» на поверхности водорослей, не дающие активному слою смыться водой.
Рекордный результат и будущее технологии:
В лаборатории образцы помещали в растворы с цезием и точно замеряли эффективность очистки. Результат превзошел ожидания.
«Подготовленные образцы помещали в растворы, содержащие ионы цезия, и измеряли, насколько эффективно каждый из них поглощает радиоактивный элемент. Для точного определения концентрации опасного вещества до и после очистки использовали атомно-абсорбционный спектрометр, позволяющий обнаруживать мельчайшие следы загрязнений», — добавила Лариса Пан.
Обработка «берлинской лазурью» увеличила эффективность водорослей в 2,5–8 раз. Абсолютным рекордсменом стала бурая водоросль Cystoseira barbata. Ее способность поглощать цезий выросла в 11 раз, достигнув показателя 113,64 миллиграмма на грамм сорбента, что делает ее пригодной для практического применения.
Это открытие — лишь первый шаг. В будущем на основе этой технологии можно будет создавать не только эффективные промышленные фильтры для очистки сточных вод, но и безопасные медицинские энтеросорбенты для выведения радионуклидов из организма людей и животных. Таким образом, разработка пермских ученых предлагает экологичный и мощный инструмент для борьбы с одним из самых опасных последствий человеческой деятельности.
|