Ученые из Манчестерского университета разработали новый материал, который поможет уменьшить загрязнение воды вредными химическими веществами, такими как остатки лекарств и средств гигиены, попадающие в реки и озера.
Загрязнение воды — одна из растущих проблем современного мира. Многие повседневные продукты, от лекарств до косметики, оставляют после себя остатки, которые не разлагаются полностью. Эти загрязняющие вещества попадают в водные системы, нарушая экосистемы и причиняя вред растениям, животным и людям.
Ученые разработали «молекулярную ловушку» для очистки воды от загрязнений
Исследователи из Манчестерского университета создали новый материал, который поможет бороться с загрязнением воды вредными химическими веществами, такими как остатки лекарств и средств гигиены, попадающие в реки и озера.
Как работает технология?
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Cell Reports Physical Science, ученые разработали новый метод на основе молекулярной структуры, называемой металлоорганической клеткой (MOC). Эти крошечные клетки работают как ловушки, улавливая и удерживая вредные молекулы, которые часто встречаются в источниках воды.
Ранее MOC уже изучались для захвата газов и химических веществ, но чаще всего их тестировали в растворителях, где их свойства существенно отличаются от поведения в воде. Возможность использования MOC для очистки сточных вод в реальных условиях — важный шаг к практическому применению этой технологии.
Потенциал очистки воды
Джек Райт, исследователь Манчестерского университета, выполнивший эту работу в рамках своей докторской диссертации, отметил:
«Использование MOC в воде — это действительно важное достижение. Мы знаем, что такие структуры отлично улавливают нежелательные вещества, но до сих пор их не удавалось применить в реальных водных системах.
Многие вредные химические соединения сложно удалить из воды, а загрязнение водоемов становится глобальной проблемой. Новая технология MOC может стать ценным инструментом для очистки воды и предотвращения попадания загрязняющих веществ в окружающую среду, особенно вблизи городов и промышленных зон».
Устройство «молекулярной ловушки»
MOC состоят из ионов металлов, соединенных органическими молекулами, образуя полую структуру, напоминающую пирамиду. Именно в этих полостях и происходит захват загрязняющих веществ, таких как химические соединения и газы.
Для работы в воде исследователи модифицировали структуру MOC, добавив сульфонатные группы, которые делают ее совместимой с водной средой. Этот материал использует природный эффект гидрофобного связывания — молекулы загрязнителей «прилипают» к внутренней поверхности клетки, а не остаются в воде. Это позволяет селективно улавливать вредные вещества даже в сложных условиях.
Будущее технологии
Доктор Имоджен Риддел, научный руководитель проекта, подчеркнула:
«Одно из главных преимуществ этого метода — его гибкость. Мы можем создавать различные водорастворимые MOC с разными свойствами и размерами. Это открывает огромные перспективы, включая очистку разных типов загрязнителей, разработку экологичных катализаторов и даже новые методы доставки лекарств».
Сейчас ученые работают над расширением возможностей MOC, чтобы улавливать еще больше загрязняющих веществ. Они также ищут способы переработки и повторного использования клеток, чтобы сделать технологию устойчивым и эффективным решением для очистки воды.
More information: Jack D. Wright et al, Encapsulation of Hydrophobic Pollutants within a Large Water-Soluble [Fe4L6]4- Cage, Cell Reports Physical Science (2025). DOI: 10.1016/j.xcrp.2025.102404