Биологи получили графит из скелетов морских губок. Об этом сообщается в журнале Science Advances. Работа была поддержана Российским научным фондом.
В проекте приняли участие учёные из Германии, Польши, Словакии, США и Франции. Российская сторона была представлена СПбГУ, Сыктывкарским государственным университетом, а также Университетом ИТМО. Руководителем проекта выступил профессор Фрайбергской горной академии Герман Эрлих — основатель направления экстремальной биомиметики.
«Экстремальная биомиметика — особый научный метод, в рамках которого учёные используют для своих разработок идеи самой природы. Эта наука занимается исследованием природных процессов образования биоматериалов в экстремальных для человека условиях и изучением биополимеров, сверхустойчивых к температуре, давлению, кислотным или щелочным средам, с целью создания композитных материалов нового поколения», — сообщил RT один из авторов работы, профессор кафедры эмбриологии СПбГУ Александр Ересковский.
Биологи решили создать устойчивые к агрессивной среде материалы на основе природных структур, которые живые организмы вырабатывали в процессе эволюции. Данное направление в науке называется биомиметикой. Для этого они провели эксперимент над морскими губками, которые за 600 млн лет существования научились формировать скелет размером от сантиметра до метра и смогли пережить самые разнообразные природные катаклизмы.
Учёные провели эксперимент по карбонизации спонгина (белка, являющегося основным компонентом скелета морской губки) — нагрели до 1200 °C скелет морской губки в насыщенной углекислым газом бескислородной среде. Останки организма не превратились в угольную пыль: несмотря на потерю 70% объёма, они сохранили свою структуру. Полученный материал, внешне по-прежнему похожий на морскую губку, представлял собой уже графит — нанопоровый кристаллический углерод с очень прочным каркасом.
По мнению исследователей, этот материал является идеальным фильтром. Он способен очищать воду от вредных примесей, которые затем можно превращать в нетоксичные вещества, пригодные для использования в фармацевтике.
«На основе обычной губки можно приготовить эффективный катализатор для экологической очистки морской воды, который естественным путём преобразует агрессивные химические вещества в нейтральные. Материал способен очищать воду от токсичных веществ, нитрофенолов, и превращать их в аминофенолы, которые нетоксичны и используются в фармацевтической промышленности», — отметил профессор Ересковский.
Созданный учёными графит представляет собой сложную трёхмерную систему с высокой пористостью и устойчивостью к воздействию кислот. По словам исследователей, полученный материал является экологичным продуктом из-за своего органического происхождения. Помимо этого, при его производстве используется возобновляемый природный ресурс — морская губка.
«Сейчас, когда проблема загрязнения окружающей среды стала одной из главных для всей планеты, появление новых материалов крайне важно. Использовать спонгин экономически целесообразно, так как это естественный, возобновляемый и экологически чистый ресурс, который можно производить по всему миру. При правильном управлении развитие этих технологий не повредит популяции морских животных, а материалы из спонгина можно будет применять в самых разных областях промышленности», — подытожил учёный.