На их основе химики планируют создать экспресс-тест для определения ионов тяжелых металлов в сточных водах и питьевой воде.
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета совместно со специалистами Научно-технологического университета «Сириус» и Академического университета создали самые маленькие наночастицы металл-органических полимеров для определения содержания тяжелых металлов в воде.
Металл-органические полимеры или металл-органические каркасные структуры (МОКС) — это соединения, в которых ионы металлов связаны между собой органическими молекулами — линкерами. В зависимости от используемых металлов и линкеров можно получить материалы с различными характеристиками.
Химики из СПбГУ синтезировали новые наночастицы на основе МОКС с помощью ультразвука. Для этого к раствору хлорида европия ученые медленно — буквально по каплям — добавляли раствор терефталата натрия. В результате образовался осадок, который потом обработали ультразвуком. Такая обработка нужна для предотвращения слипания будущих наночастиц, ограничения роста их кластеров и для более тщательного перемешивания реакционной смеси.
В результате синтеза ученые получили частицы разных размеров: от восьми нанометров до сотен микрон. Наночастицы размером 8 нм – самые маленькие частицы на основе МОКС, в состав которых входят редкоземельные металлы.
Эксперты также обнаружили, что ионы тяжелых металлов существенно тушат люминесценцию новых наночастиц. Это позволит использовать наночастицы в качестве сенсоров для обнаружения ионов тяжелых металлов в воде.«Мы не ожидали, что уменьшение концентрации реагирующих веществ всего в два раза приведет к уменьшению размера частиц почти в тысячу раз. Вероятно, такой эффект связан с присутствием в растворе комплекса европий-терефталат в соотношении 1:1, который способствует более быстрому росту числа зародышей кристаллов.
Раньше исследователям удавалось получить наночастицы терефталата европия диаметром 40 нанометров и больше. Мы же синтезировали частицы в пять раз меньше», — рассказал руководитель исследования, доцент кафедры лазерной химии и лазерного материаловедения СПбГУ доктор химических наук Андрей Мерещенко.
Статья об исследовании опубликована в журнале Nanomaterials.