Специалисты из России вместе с коллегами из Индии разработали магнитоэлектрический нанокомпозит на основе поливинилиденфторида и наночастиц феррита висмута. Он способен эффективно разрушать органические загрязнители под действием света и ультразвука, а также генерировать электрический заряд при механическом воздействии и в магнитном поле. Информация о достижении ученых появилась на официальном сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Исследование подтвердило, что новый материал может разложить органический краситель метиленовый синий всего за один час под воздействием ультрафиолетового излучения с эффективностью до 97%. При обработке ультразвуком этот показатель составил 83%. Метиленовый синий — органический краситель. Его активно применяют в различных отраслях, включая медицину, красильное производство и химическую промышленность.
Эксперты изучили механизм реакции и установили, что основной вклад в разрушение красителя вносят гидроксильные радикалы — частицы, возникающие под влиянием света и ультразвука. Эти радикалы атакуют молекулы загрязнителей, инициируя серию химических преобразований и изменяя структуру молекул.
Оказалось, что материал способен разлагать загрязнители даже в низкочастотном переменном магнитном поле, аналогичном полю рядом с мощным динамиком. В таких условиях эффективность разложения составила 38%, причем без дополнительной обработки светом или ультразвуком. Это открывает перспективы для разработки магнитоуправляемых катализаторов, работающих в слабых переменных магнитных полях.
Другая значимая характеристика разработанного материала заключается в его способности аккумулировать энергию. Под воздействием ультразвука и механической компрессии напряжение в композите возрастало почти в два раза по сравнению с чистым полимером.
«Разработанный нами материал совмещает каталитические и энергетические функции, что делает его перспективным для создания экологичных технологий очистки воды, автономных датчиков и энергоэффективных устройств. В дальнейшем мы планируем исследовать возможность интегрировать подобные композиты в гибкие источники питания и системы накопления энергии», — заключает руководитель проекта Фарид Оруджев, кандидат химических наук, заведующий лабораторией Smart Materials Дагестанского государственного университета.
Ранее в России получили перспективный материал для хранения водорода. Подробнее о нем рассказано в другом материале Hi-Tech Mail.
