Исследователи разработали крошечные светящиеся кристаллы, которые способны обнаруживать и притягивать токсичные тяжелые металлы. Аналогичные исследования уже не раз проводились, но до этого ученым приходилось использовать разные кристаллы для обнаружения и очистки, теперь же эти функции удалось совместить. Ученые надеются, что их изобретение поможет в будущем очищать загрязненные озера.
Команда во главе с исследователями из Университета Рутгерса создала кристаллы, которые функционируют как миниатюрные ловушки для токсинов, таких как свинец и ртуть. Как часть процесса тестирования и экспериментов ученые использовали интенсивные рентгеновские лучи в лаборатории Беркли в Калифорнии, чтобы получить детальное понимание инженерии кристаллов, которые известны как люминесцентные металл-органические каркасы или LMOFs.
«Знания о кристаллических структурах являются одним из наиболее важных аспектов нашего исследования», — объясняет профессор химии Цзин Ли^ «Они нужны для того, чтобы проанализировать характеристики и понять свойства этих материалов».
При исследовании с помощью рентгеновских лучей команда проанализировала структуру LMOF, это 3D сетка углерода, водорода, кислорода, азота и атомов цинка, создающая большие открытые каналы, позволяющие тяжелым металлам пройти в отверстия и затем привязать их на окружающие структуры кристалла. LMOF перспективны для улавливания углерода и имеют множество потенциальных вариантов применения.
LMOF, созданные в Нью-Джерси, были спроектированы таким образом, чтобы они светились. Добиться этого удалось благодаря люминесцентному химическому компоненту, который «загорается» при взаимодействии с решеткой кристалла. При этом, при взаимодействии с тяжелыми металлами свечение кристаллов усиливается. При этом, кристаллы сильнее притягивают ртуть и свинец, чем такие металлы, как магний и кальций, которые также присутствуют в питьевой воде. После заполнения кристаллы можно очистить и использовать заново. В дальнейшем исследователи планируют интегрировать их в фильтры для воды. Впрочем, до практического применения кристаллов нужны еще годы исследований и экспериментов.
