В рамках конкурса по программе «мегагрантов» Министерства науки и высшего образования РФ коллектив ученых ЮУрГУ разработал методологию получения композитного материала из микросферических частиц. Материал призван модифицировать сенсорные электроды, с помощью которых происходит электрохимическое обнаружение органических загрязняющих веществ в воде. Материал повысит эффективность сенсоров и расширит возможности их применения, в том числе для разложения органических загрязнителей. Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом журнале «Sensors» (Q1).
Целью стратегического проекта «Экосреда постиндустриальной агломерации» по программе «Приоритет 2030» является развитие в ЮУрГУ научного направления, посвященного улучшению состояния окружающей среды за счет фундаментальных исследований и разработки технологических решений.
.jpg)
Сенсорные электроды включены в конструкцию прибора, на котором происходит обнаружение загрязняющих веществ в водных средах. Электрод состоит из углерода (графита) и синтезируемого материала в виде порошка. Уникальность порошка, созданного учеными ЮУрГУ, в том, что в его составе присутствуют микросферические частицы, обладающие высокой пористостью и площадью поверхности, а, значит, и высокой производительностью электрода.
«Микросферические частицы были синтезированы гидротермальным методом из дисперсий исходных материалов. Они имеют сложную структуру и состоят из множества иглоподобных образований, размер которых можно регулировать температурным режимом. Химические свойства микросферических частиц регулируются условиями синтеза: временем пребывания исходного материала в печи, давлением, температурой», – поделилась участница проекта, старший научный сотрудник научно-образовательного центра «Нанотехнологии» Елена Корина.
Образцы разработанного материала оказались электрохимически активными в отношении пестицидов. Испытания показали, что электрохимический сенсор из нового материала имеет низкий предел обнаружения, обширный линейный рабочий диапазон и высокую селективность.
Для синтеза и тестирования электрокаталитических характеристик полученного материала учеными ЮУрГУ была создана лаборатория экологических проблем постиндустриальной агломерации. Для изучения элементного состава и морфологии поверхности материала сенсора ученые используют сканирующий электронный микроскоп Jeol JSM 7001F, а для определения фазового состава и структуры образцов – дифрактометр Rigaku Ultima IV.
Благодаря новому материалу будут оптимизированы структура и свойства разработанного сенсора для его широкого лабораторного и коммерческого использования. Далее планируется исследование фотоэлектрокаталитических свойств синтезированного материала для разложения органических загрязнителей в природных водоёмах и промышленных водооборотных циклах.
Научные сотрудники ЮУрГУ активно ведут работу в данном исследовательском направлении. Учеными разрабатываются композитные материалы для электродов принципиально разного состава.
.jpg)
Целью стратегического проекта «Экосреда постиндустриальной агломерации» по программе «Приоритет 2030» является развитие в ЮУрГУ научного направления, посвященного улучшению состояния окружающей среды за счет фундаментальных исследований и разработки технологических решений.
В 2022 году проект был поддержан мегагрантом Правительства Российской Федерации в размере 90 миллионов на 3 года. Проект возглавляет ведущий зарубежный учёный Далибор Станкович (Белградский университет, Сербия). Исследование проводится в области наук «Экология и рациональное природопользование» на тему «Инновации для очистки воздуха и воды, снижения углеродного следа: наноматериалы и нанокомпозиты, фотокаталитические и электрохимические подходы».
Южно-Уральский государственный университет – это университет трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ), который призван решить задачи национального проекта «Наука и университеты».