Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) и Института экспериментальной медицины РАН создали поверхностно-активные вещества, которые повышают растворимость в воде масел, жиров и другой органики. Разработку можно использовать для очистки сточных и промышленных вод. Результаты исследования опубликованы в журнале Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects.
Органические растворители широко используются для разведения лаков и красок, очистки поверхностей и органического синтеза. Однако более 80% таких веществ опасны для окружающей среды, из-за чего ученые стремятся найти им альтернативу. Наиболее простой и безопасной из них является обычная вода, однако многие вещества — например, жиры, масла и керосин — нерастворимы в ней. Чтобы исправить этот недостаток, используются поверхностно-активные вещества (ПАВ), молекулы которых состоят из двух частей: нерастворимой в воде, которая взаимодействует с жирами, и растворимой, которая взаимодействует с водой. Благодаря такому строению ПАВ помогают смешивать обычно невзаимодействующие вещества, например, воду и моторное масло.
Один из видов поверхностно-активных веществ — полимеризованные мицеллы — разработали ученые из СпбГУ и Института экспериментальной медицины РАН. Синтезированное вещество способно работать при более низких, чем для большинства других ПАВ, концентрациях. Это доказал эксперимент, в ходе которого авторы попытались разрушить два сложных эфира: полимеризованные мицеллы обеспечили растворимость на 90%, хотя их концентрация была вдвое более низкой, чем у применяемых в промышленности ПАВ.
Ученые также выяснили, что полимеризованные мицеллы имеют бактерицидные свойства: в частности, они подавляют рост золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus) — опасной бактерии, которая вызывает свыше 100 инфекционных заболеваний, в том числе бронхит, менингит и пневмонию. Поэтому полученные полимерные молекулы могут использоваться при создании веществ для обеззараживания микрофлоры в системах водоочистки.
«Разрушение сложных эфиров — не единственная реакция, которую мы пытаемся осуществить с помощью предложенных полимеров в воде. Сейчас мы рассматриваем возможность использовать их для проведения органических реакций, широко используемых при разработке новых лекарств, а также иных промышленно значимых веществ. Такой «зеленый подход» к проведению органических реакций может открыть целое направление в современной каталитической химии», — цитирует Российский научный фонд одного из авторов исследования, кандидата химических наук Петра Фетина.
