Ученым удалось превратить морскую губку в графит

Полученный при нагревании твердый материал может использоваться для фильтрации воды

17.10.2019 в 19:12, просмотров: 4945

Фильтры для очистки воды, возможно, начнут делать из морской губки. Российские ученые вместе со своими западными коллегами провели эксперимент по нагреванию скелета многоклеточного существа, в результате которого получили графит, из которого можно создать новые, экологически безопасные композитные материалы.

Ученым удалось превратить морскую губку в графит

Как сообщили «МК» в Российским научном фонде, в исследовании с российской стороны принимали участие сотрудники Санкт-Петербургского и Сыктывкарского госуниверситетов и Университета ИТМО, со стороны иностранных коллег — представители США, Германии, Франции и Польши.

Ученые по всему миру изучают возможности использования природных материалов для создания гибридных композитов, устойчивых к агрессивным воздействиям веществ и температуры.

Внимание привлекли морские губки, которые за 600 миллионов лет существования научились синтезировать скелет размером от сантиметра до метра и смогли пережить самые разнообразные природные катаклизмы. Использование спонгина — основного компонента скелета губки — открывает широкие возможности для создания нетоксичных и разлагаемых в природе органических каркасов, которые могут заменить объекты из не экологичных материалов. Спонгин выдерживает температуру до 360 градусов Цельсия при наличии кислорода и до 1200 градусов в бескислородной среде, а также устойчив к воздействию кислот.

Авторы исследования предположили, что вещество может быть превращено в углерод при достаточно высоких температурах, и при этом сохранить свою форму и уникальную структуру. Для проверки теории ученые поместили спонгин в печь для плавки металла, нагретую до 1200 градусов. Другие биологические материалы, например шелк и человеческий коллаген, при такой температуре превращаются в бесполезный угольный порошок. Но спонгин после часа нагревания полностью сохранил свою микро- и наноструктуру, хотя и потерял 70% объема. При этом он остался настолько прочным, что из него удалось вырезать разнообразные фигуры. Дальнейшее изучение с помощью микроскопа и дифракции (отслеживания движения) электронов показало, что спонгин полностью превратился в графитовую губку, то есть сохранил свой внешний вид, но внутри превратился в графит. Из этого материала изготавливают нагревательные элементы, которые превосходят по теплостойкости металлические, наполнители пластмасс, карандашные стержни и теплозащиту для возвращаемых космических кораблей. Немецкие коллеги нашли новое свойство полученного графита из губок: он оказался превосходным фильтром, очищающим морскую воду от фенола.