27/07/2026
В рамках приоритетного направления «Поддержка молодых учёных» конкурса 2026 года, исследователи Тульского государственного университета (ТулГУ), получившие грант Российского научного фонда (РНФ), приступят к созданию инновационного датчика для мониторинга качества воды. Цель проекта — разработка устройства, способного оперативно выявлять и нейтрализовать опасное вещество — гидроксиламин.
Гидроксиламин, широко используемый на крупных промышленных предприятиях, представляет собой высокотоксичное соединение, попадание которого в сточные воды представляет серьёзную угрозу для природных экосистем. В связи с этим, регулярный контроль его концентрации является критически важным. Однако существующие методы анализа имеют ряд недостатков: они требуют значительных временных и трудовых затрат, а также часто дают ошибочные результаты, так как не могут точно различать гидроксиламин и сходные с ним соединения.
Разработка, осуществляемая специалистами БиоХимТехЦентра ТулГУ под руководством кандидата химических наук, ведущего научного сотрудника лаборатории экологической и медицинской биотехнологии Дарьи Геннадьевны Лавровой, основана на использовании игольчатого нефтяного кокса — твёрдого побочного продукта нефтепереработки. Применяя метод «сверху-вниз», учёные целенаправленно расщепляют структуру кокса до наночастиц — углеродных точек (УТ), используя в качестве окислителей, в том числе, безопасную перекись водорода. Такой подход позволяет избежать образования токсичных отходов и обеспечивает получение материала высокой чистоты.
Для обнаружения гидроксиламина на поверхность углеродных точек наносится индигокармин — молекула-ловушка, создающая синергетический эффект, позволяющий мгновенно фиксировать молекулы токсина при контакте с сенсором, как поясняет Дарья Лаврова.
Разработанный датчик обеспечит экспресс-детекцию: погружение устройства в воду под низким напряжением позволит получить сигнал о загрязнении в течение нескольких секунд. Кроме того, устройство не только фиксирует наличие токсина, но и способствует его разрушению, очищая воду.
Ещё одним направлением работы группы является создание цифрового помощника синтеза. С помощью специализированного программного обеспечения и квантово-химического моделирования учёные изучают, как молекула располагается на поверхности наночастицы и как это влияет на чувствительность сенсора. Цель — разработка «идеального нано-щита», обеспечивающего стабильно высокую эффективность каждой партии датчиков.
В дальнейшем учёные планируют изготовить действующий макет сенсора и провести его тестирование в два этапа: сначала на воде с искусственно внесённым загрязнителем, затем — на реальных пробах. Внедрение этой технологии позволит Тульской области и заинтересованным предприятиям значительно повысить эффективность экологического мониторинга.
Результаты исследования будут опубликованы в авторитетных международных научных изданиях, а собранные данные станут основой для кандидатской диссертации.
БИЗНЕС ЖУРНАЛ. ЦЕНТР