Тульские учёные создают нано-щит для воды из отходов нефтепереработки

Тульские учёные создают нано-щит для воды из отходов нефтепереработки. Исследователи Тульского государственного университета при поддержке Российского научного фонда работают над созданием инновационного сенсора, который позволит быстро и точно выявлять в воде высокотоксичное соединение — гидроксиламин — и даже нейтрализовать его. Об этом сообщает Управление по связям с общественностью ТулГУ.

Это вещество широко используется на крупных промышленных объектах, и его попадание в сточные воды несёт серьёзную угрозу для экосистем. Однако существующие методы контроля сложны, трудоёмки и часто ошибочны. Учёные БиоХимТехЦентра ТулГУ предложили принципиально новый подход, взяв за основу игольчатый нефтяной кокс — грубый твёрдый остаток переработки нефти.

Проект получил грант Российского научного фонда по итогам конкурса 2026 года в рамках направления «Поддержка молодых учёных». Авторы под руководством ведущего научного сотрудника лаборатории экологической и медицинской биотехнологии ТулГУ, кандидата химических наук Дарьи Геннадьевны Лавровой применяют метод «сверху-вниз» — контролируемое расщепление углеродных структур. С помощью безопасных окислителей, включая перекись водорода, они превращают кокс в мельчайшие углеродные точки (УТ).

Этот способ практически не оставляет токсичных отходов, что само по себе является экологичным решением, а получаемый материал отличается высокой чистотой. Вторая задача — сделать так, чтобы углеродные точки научились распознавать гидроксиламин среди множества других молекул. Для этого на поверхность наночастиц наносится специальная молекула-ловушка — индигокармин. В результате гибридный материал реагирует на присутствие гидроксиламина мгновенно, буквально за секунду.

Сенсор обладает двумя ключевыми эффектами. Первый — экспресс-детекция: о загрязнении можно узнать за секунды, просто опустив датчик в воду. Второй — утилизация: тот же материал способен не только сигнализировать об опасности, но и разрушать токсин, очищая воду.

Сейчас научная группа работает над созданием цифрового помощника синтеза. С помощью квантово-химического моделирования учёные изучают, как молекула индигокармина взаимодействует с поверхностью наночастицы и как это влияет на чувствительность датчика. Цель — создать идеальный нано-щит, который обеспечит стабильную работу каждой новой партии сенсоров.

Исследователи планируют разработать действующий макет устройства, который протестируют сначала на искусственно загрязнённых образцах, а затем и на реальных пробах воды. В итоге Тульская область и другие заинтересованные предприятия получат доступ к новой технологии экологического мониторинга. Результаты работы будут опубликованы в ведущих мировых научных журналах и лягут в основу кандидатской диссертации.