ВЕЛИКИЙ НОВГОРОД, 5 сентября. /ТАСС/. Новгородские ученые совместно с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна разработали эффективный способ очистки сточных вод от вредных веществ. Разработанный в Новгородском государственном университете (НовГУ) метод очистки в два раза эффективнее удаляет тяжелые металлы, открывая путь к переработке более 90% токсичных отходов очистных сооружений и их использованию в сельском хозяйстве на территории любого региона страны, сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ.

"Одна из главных проблем очистки сточных вод в России заключается в том, что 90% образующихся осадков захораниваются на иловых площадках, площадь которых превышает 100 000 гектаров. Концентрация тяжелых металлов в осадках настолько большая, что они становятся непригодными для использования в качестве удобрений. Целью стал поиск наиболее эффективных реагентов для детоксикации осадков и извлечения из них тяжелых металлов", - сообщили в пресс-службе.

Сточные воды очищаются с помощью микроорганизмов, которые поглощают вредные вещества. В результате этот процесс концентрирует тяжелые металлы в образующемся осадке. Таким образом, в осадок попадает большая часть поступающих на станции загрязнителей. Это делает его опасным для окружающей среды и непригодным для дальнейшего использования.

Ход работы и результаты эксперимента

Исследование провели на материале с очистной станции Великого Новгорода. Ученые анализировали содержание нескольких видов тяжелых металлов. Анализ показал значительное превышение допустимых норм по большинству элементов. Превышение нормативов делает осадок запрещенным для применения в качестве удобрения.

Для очистки осадка специалисты протестировали различные вещества, способные извлекать металлы. Наилучший результат показали малорастворимые соли кальция. Эффективность метода подтвердили в лабораторных условиях при различных концентрациях реагентов. Наибольшая эффективность извлечения была достигнута при определенной дозировке. Введение солей кальция нарушает связь металлов с частицами осадка, что позволяет перевести вредные вещества в раствор и отделить их. Таким образом, очищенный твердый остаток становится безопасным. Эффективность очистки некоторыми солями кальция достигла более 60%.

После обработки новым методом содержание металлов в осадке не превышает нормы государственного стандарта. Это позволяет использовать переработанные осадки в качестве удобрений или для восстановления земель. Обзор технологии удалось сделать при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

"Хиральность легко контролируется в органике, но сложно в металлах на наноуровне. Добавление хиральных молекул — прорыв в химии материалов", — сказал профессор Нам.

Для проверки хиральности использовали метод на основе ЭДС в вращающихся магнитных полях. Левая и правая спирали генерировали противоположные сигналы, подтверждая хиральность даже в материалах, слабо взаимодействующих со светом.

Магнитный материал обеспечивает перенос спина на большие расстояния при комнатной температуре благодаря высокой энергии обмена. Это асимметричный эффект, независимый от угла инжекции спина, не наблюдаемый в немагнитных спиралях.

Команда продемонстрировала устройство с проводимостью, зависящей от хиральности, открывая путь к приложениям в спинтронике. Профессор Ким отметил: "Эта система может стать платформой для хиральной спинтроники и магнитных наноструктур".

Метод позволяет регулировать направление спина (влево/вправо) и количество нитей (двойные, множественные спирали) электрохимически, что внесет вклад в новые области применения.

Нейродевайсы: Графеновые имплантаты помогают лечить нейродегенеративные заболевания (например, болезнь Паркинства) за счёт высокой проводимости и биосовместимости. Они стимулируют мозговую активность без побочных эффектов, характерных для металлических электродов .

Лечение рака: Графен может избирательно накапливаться в раковых опухолях. При облучении лазером он нагревается и уничтожает раковые клетки, не повреждая здоровые ткани. Эксперименты на мышах показали полное уничтожение опухолей без рецидивов .

4. Биосовместимость и безопасность

- Высококачественный графен, произведённый методом химического осаждения из газовой фазы (CVD), биосовместим и нетоксичен. Он не вызывает иммунных реакций и может использоваться в имплантатах и медицинских устройствах .

⚠️ Однако некоторые формы графена (например, мелкие частицы) могут проникать в клетки и потенциально причинять вред. Поэтому важно использовать графен в контролируемых условиях

Перспективные направления

- Графен применяется в фильтрах для воды и воздуха, благодаря способности. вредные вещества и патогены .

- Он также используется в тканевой инженерии для ускорения регенерации клеток и лечения повреждённых тканей .

Графен действительно защищает от болезней через свои уникальные физические, химические и биологические свойства. Его применение варьируется от антимикробных покрытий до инновационных методов лечения и диагностики. Однако некоторые технологии ещё находятся в стадии разработки и требуют дальнейших исследований для широкого внедрения в медицину.