В Курчатовском институте разработали инновационные суперсорбенты на основе полистирола.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Fibre chemistry. Полистирол является одним из наиболее широко используемых полимеров, применяемым для производства строительных, упаковочных и медицинских материалов. Его также можно использовать для создания нетканых материалов с помощью электроформования — процесса вытягивания ультратонких волокон из раствора или расплава полимера под воздействием электрического поля высокой напряженности. Эти материалы находят применение в различных областях, начиная от фильтрации воздуха и заканчивая устранением разливов нефти.

Нетканые материалы могут быть получены не только из чистого полистирола, но и из его смесей с другими полимерами. В таких случаях необходим растворитель, совместимый со всеми компонентами смеси. Также в раствор могут добавляться различные наполнители — минеральные или органические вещества. Одним из преимуществ метода электроформования является возможность гибкой настройки характеристик получаемых волокон, что достигается за счет выбора оптимальных растворителей или их комбинаций.

Исследователи НИЦ «Курчатовский институт» изучили влияние различных растворителей на процесс электроформования полистирола и свойства получаемых материалов. В ходе эксперимента было установлено, что добавление этилового спирта в раствор приводит к уменьшению среднего диаметра волокон благодаря снижению вязкости и повышению электропроводности растворов. Наилучшие результаты были достигнуты при использовании растворителя диметилформамида: материалы, полученные с его помощью, характеризуются самыми тонкими волокнами (менее 2,5 мкм) и самой высокой сорбционной емкостью — до 185 г/г (то есть один грамм сорбента может впитать 185 граммов вещества, например масла).

«В итоге было продемонстрировано, что для достижения максимальной сорбционной емкости и создания «суперсорбентов» необходимы материалы, которые объединяют минимальную плотность упаковки волокон с их малым диаметром, при этом сохраняя эти характеристики в процессе эксплуатации. Такие гидрофобные (не взаимодействующие с водой) материалы будут исключительно эффективны для очистки водоемов от разливов нефтепродуктов, значительно превосходя современные сорбенты», — отметил Сергей Малахов, старший научный сотрудник Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий.

Исследования специалистов Курчатовского института в данной области имеют также важное значение для разработки новых материалов для органической электроники, высоких технологий в медицине и других сферах.