Проект нашего коллектива "Комплексное исследование адсорбентов на основе наночастиц гексагонального нитрида бора для очистки сточных вод от лекарственных средств" был поддержан Российским научным фондом по результатам конкурса 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых»
В настоящее время разработка новых лекарств и их производство превратились в важнейшую отрасль отечественной науки и промышленности. При таком росте фармацевтической промышленности и широком применении лекарственных препаратов неизбежно их попадание в окружающую среду. В связи с этим, поиск эффективных методик и новых способов удаления антибиотиков из водных объектов является в настоящее время важной научной и практической задачей. Стремительное развитие нанотехнологий, в частности области низкоразмерных наноматериалов способно внести значительной вклад в развитие данной области и улучшение описанной ситуации. Адсорбирование молекул лекарственных препаратов на безопасный носитель является наиболее предпочтительными способами очистки, поскольку они предлагают возможность использования простых химико-физических процессов при очистке воды, воздуха, поверхностей от органических загрязнителей, что делает этот процесс экологически чистым и экономичным. Наноматериалы с высокой удельной поверхностью, являются идеальными платформами для разработки и получения недорогих и высокоэффективных биосенсоров, биофильтров и носителей антибактериальных агентов. К таким материалам относится гексагональный нитрид бора (h-BN). Этот материал обладает уникальным комплексом свойств: низкой удельной плотностью, высокой термической и химической стабильностью, жаростойкостью, биосовместимостью, хорошей адсорбционной способностью и широкой запрещенной зоной. Таким образом, наноструктурированный h-BN является идеальным кандидатом в качестве абсорбирующего материала. Однако, эффективность адсорбции на идеальную поверхность гексагонального нитрида бора затрудняется небольшим количеством активированных центров, что требует её модификации. Новизна проекта заключается проведении систематического экспериментально-теоретического исследования и построении общей модели сорбции/десорбции различных антибактериальных препаратов на поверхности модифицированных наночастиц нитрида бора. Основной задачей данного проекта является изучение процессов сорбции и десорбции различных типов антибиотиков применительно к наноструктурам h-BN как теоретическими, так и экспериментальными методами. Такой системный подход позволит глубоко изучить процесс сорбции/десорбции антибиотиков различного класса, дать описание типу связывания аналита с адсорбентом, определить характер сорбции и изучить ее зависимость от внешних условий. Будут изучены наночастицы на основе h-BN с различной модификацией поверхности – внесение дефектов, декорирование атомами и/или наночастицами металлов, внесение сторонних атомов в структуру и пр. В качестве аналитов будут выбраны антибиотики различных групп, включая макролиды (эритромицин), сульфаниламиды (сульфаметоксазол), диаминопиримидины (триметоприм), аминогликозиды (ципрофлоксацин), тетрациклины (тетрациклин) и β-лактамы (пенициллин). Такое комплексное исследование позволит в конечном итоге изготовить эффективные адсорбенты и мембраны на их основе для очистки сточных вод от загрязнений фармацевтическими препаратами.
Данный проект будет выполнять усилиями нашего коллектива в рамках лаборатории Неорганические наноматериалы, совместно с экспериментом лаборатории. Возглавляет проект к.ф.-м.н. Сорокина Любовь Юрьевна.
댓글