Химики разработали специальный фильтр, который может избирательно удалять пестицид из воды, например из питьевой. Основным компонентом метода Шагаег Нагди из Венского технологического университета и ее коллег является металлорганический каркас (МОФ).
Эти пористые твердые материалы состоят из органического углеводородного каркаса, в котором ионы металлов соединены сложными связями. Благодаря своей структуре, напоминающей губку, эти молекулярные комплексы имеют особенно большую площадь поверхности - до 7000 м2/г. Старший автор Доминик Эдер поясняет:
Это означает, что в одном грамме МОФ есть место для целого футбольного поля. Следовательно, многие молекулы могут быть адсорбированы в порах, что делает МОФ идеальными материалами для связывания прямо из возуха или воды таких молекул, как CO2, неорганические соли и органические загрязнители.
Более того, в зависимости от того, какие ионы и молекулы зацепляются за эти молекулы, МОФ избирательно связывают только определенные вещества и удерживают их в своих порах. Нагди объясняет структуру:
Представьте МОФ как большое здание, состоящее из отдельных маленьких блоков. Каждый блок состоит из атомов металла или органических молекул, и вы собираете их вместе, как пазл, чтобы добиться желаемых функций.
Именно это Нагди и ее коллеги использовали для создания селективного "фильтра" для глифосата. В качестве отправной точки они использовали соединение MIL-125-Ti, которое содержит ионы титана в своей решетке.
Однако в обычных условиях поры этого МОФ слишком узки для эффективной адсорбции пестицида, поэтому химики разработали стратегию включения в него дополнительных пор диаметром до десяти нанометров, выборочно уменьшив количество органических соединительных нитей в каркасе.
Это создало больше места для глифосата и способствовало образованию дополнительных активных мест связывания гербицида. В результате было получено металлоорганическое соединение, способное избирательно и эффективно удалять химикат из воды, поглощая втрое больше пестицида всего за 20 % времени, чем лучший адсорбент, причем этот материал можно применять несколько раз.
Исследователи планируют разработать новые МОФ, способные адсорбировать или преобразовывать другие загрязнители.
