Школьница из Детского технопарка «Альтаир» РТУ МИРЭА создала «молекулярное сито» для очистки воды от ядовитого хрома

Выпускница Детского технопарка «Альтаир» РТУ МИРЭА, ученица 11-го класса школы № 1158 Мария Данилова, разработала композитный материал на основе полианилина и диоксида церия, который эффективно удаляет из воды ионы шестивалентного хрома — опасного токсиканта первого класса. В ходе экспериментов новый материал снизил концентрацию ядовитого вещества на 87,6%. Разработка открывает перспективы для создания доступных и безопасных фильтров для очистки промышленных стоков гальванических производств.

«Проект Марии — яркий пример того, как Детский технопарк «Альтаир» помогает школьникам решать реальные экологические проблемы. Здесь, на базе РТУ МИРЭА, юные исследователи получают доступ к современному лабораторному оборудованию, работают с наставниками и уже в школе создают разработки, которые могут найти практическое применение в промышленности. Такие проекты — вклад в экологическую безопасность и здоровье людей», — отметил Станислав Кудж, ректор РТУ МИРЭА.

Хромированные детали окружают нас повсюду: автомобильные бамперы, корпуса гаджетов, смесители. Чтобы придать металлу блеск и защитить от коррозии, на заводах используют сложные химические процессы. Но у этой красоты есть обратная сторона: в сточные воды попадают ионы шестивалентного хрома — Cr(VI). Это вещество первого класса опасности. Оно вызывает аллергии, мутации на клеточном уровне, разрушает эритроциты, ведёт к почечной и печёночной недостаточности. Предельно допустимая концентрация в воде — всего 0,05 мг/дм³. Это крошечная доза, за которой скрывается большая угроза.

Фото - РТУ МИРЭА

Мария Данилова решила найти эффективный и доступный способ обезвреживания ядовитого хрома. В лабораториях химического кластера Детского технопарка «Альтаир» РТУ МИРЭА она создала композит — материал из двух и более веществ, которые вместе дают новый, улучшенный результат. Основой стала полианилин — полимер, способный «узнавать» ионы Cr(VI) среди тысячи других частиц. Добавка из диоксида церия помогает превращать опасный хром в безопасную форму Cr(III), которая необходима организму и не представляет угрозы.

«Один и тот же элемент может быть и витамином, и ядом — всё решает степень окисления. Шестивалентный хром смертельно опасен, а трёхвалентный жизненно необходим. Наш композит работает как "молекулярное сито": он узнаёт ядовитые ионы, превращает их в безопасную форму и удерживает отходы внутри себя. Это безопасный и эффективный способ очистки, который может быть востребован на гальванических производствах», — рассказывает Мария Данилова, ученица 11-го класса школы № 1158, выпускница Детского технопарка «Альтаир» РТУ МИРЭА.

Процесс создания композита потребовал нескольких этапов: Мария получила гидроксид церия, окислила его кислородом воздуха, добавила анилин и дихромат калия для запуска полимеризации, затем отфильтровала готовый материал и высушила до порошка. Чтобы проверить эффективность, она приготовила три модельных раствора с концентрацией Cr(VI) на уровне ПДК, вдвое выше нормы и втрое выше. После фильтрации через композит концентрация опасного хрома упала на 87,6%.

«Мария выполнила действительно сложную научную работу, достойную студенческого уровня. Она глубоко изучила химические процессы, подобрала оптимальные условия синтеза и провела тщательные испытания. Результат — 87,6% очистки — говорит сам за себя. Такая вдумчивость, аккуратность и умение анализировать данные — важные качества для будущего химика-технолога. Уверена, этот проект станет хорошей основой для её дальнейшего профессионального развития», — комментирует Милена Панова, научный руководитель проекта из Института тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова РТУ МИРЭА.

Работа Марии получила высокую оценку профессионального сообщества. Она стала участницей заключительного этапа научно-практической конференции «Инженеры будущего», открытой городской конференции «Наука для жизни», победила в прикладном конкурсе для школьников «Золотая дюжина» и стала призёром конференции «Старт в медицину».

В планах школьницы — углубиться в экономическую составляющую метода, чтобы оценить перспективы внедрения технологии на реальных производствах. Её разработка доказывает, что даже школьники могут вносить вклад в решение серьёзных экологических проблем.

Источник: РТУ МИРЭА