Нанокомпозит представляет собой совокупность двух и более материалов, размеры которого могут достигать 100 нанометров. Он был получен путем выращивания наночастиц магнетита (оксида железа Fe3O4) на поверхности двумерного материала — оксида графена, который ранее синтезировали ученые Томского политехнического университета.
Особенность магнетита заключается в том, что он хорошо адсорбирует ионы тяжелых металлов и обеспечивает магнитные свойства материала. Восстановленный оксид графена, в свою очередь, адсорбирует органические красители и биологические объекты, а также увеличивает эффективную поверхность материала и улучшает его электрофизические характеристики. Это делает синтезированный нанокомпозит перспективным не только для фильтрации жидкостей, но и для применения в микроэлектронике.
В рамках исследования ученые провел эксперименты, направленные на оценку эффективности удаления из водного раствора ионов мышьяка. Они показали, что скорость адсорбции ионов составила 81% за одну минуту. Этот показатель превосходит значения, представленные в известных ранее научных источниках.
«Нами впервые была определена точка насыщения количества фазово-чистых наночастиц Fe3O4 на поверхности восстановленного оксида графена (ВОГ), когда происходит рост наночастиц магнетита, а не другого оксида железа», — отмечает профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Роман Сурменев.
Сейчас политехники проводят динамические сорбционные исследования нанокомпозита, направленные на оптимизацию его использования и возможное применение в бытовых фильтрах для очистки воды.