27/07/2026
Специалисты ТулГУ, победившие в конкурсе Российского научного фонда (РНФ) по приоритетному направлению "Поддержка молодых учёных" в 2026 году, приступят к созданию инновационного датчика для мониторинга качества воды. Новое устройство будет не только быстро выявлять, но и нейтрализовать опасное вещество - гидроксиламин.
Гидроксиламин - это высокотоксичное соединение, широко используемое на крупных промышленных предприятиях. Его попадание в сточные воды представляет серьёзную угрозу для природных экосистем, поэтому необходим регулярный контроль его концентрации. Современные методы анализа не всегда эффективны: они требуют много времени, трудозатратны и часто дают ошибочные результаты, так как не могут надёжно отличить гидроксиламин от других похожих соединений.
Основа новой разработки - игольчатый нефтяной кокс, твёрдый побочный продукт нефтепереработки. Проект реализуется специалистами БиоХимТехЦентра ТулГУ под руководством Дарьи Лавровой, кандидата химических наук, ведущего научного сотрудника лаборатории экологической и медицинской биотехнологии университета.
Учёные применяют метод "сверху-вниз": структуру кокса целенаправленно расщепляют до наночастиц - углеродных точек (УТ). В качестве окислителей используют, в частности, безопасную перекись водорода. Этот подход имеет два ключевых преимущества: он практически не производит токсичных отходов, а получаемый материал отличается высокой чистотой.
Для распознавания гидроксиламина на поверхность углеродных точек наносят индигокармин - молекулу-ловушку. Как поясняет Дарья Лаврова, это создаёт синергетический эффект: гибридный материал способен мгновенно улавливать молекулы токсина - буквально в момент их контакта с сенсором.
Разрабатываемый датчик обеспечит экспресс-детекцию: достаточно погрузить его в воду, чтобы при низком напряжении получить сигнал о загрязнении - результат будет известен уже через несколько секунд. При этом устройство не только фиксирует наличие токсина, но и способствует его разрушению, очищая воду.
Ещё одно направление работы научной группы - создание цифрового помощника синтеза. С помощью специализированного программного обеспечения и квантово-химического моделирования исследователи изучают, как молекула располагается на поверхности наночастицы и как это влияет на чувствительность сенсора. Цель - разработать "идеальный нано-щит", обеспечивающий стабильно высокую эффективность каждой партии датчиков.
На следующем этапе учёные планируют изготовить действующий макет сенсора. Тестирование пройдёт в два этапа: сначала на воде с искусственно внесённым загрязнителем, затем - на реальных пробах. Внедрение этой технологии позволит Тульской области и заинтересованным предприятиям существенно повысить эффективность экологического мониторинга.
Результаты исследования будут опубликованы в авторитетных международных научных изданиях, а собранные данные станут основой для кандидатской диссертации.
