Мох поможет удалять свинец из воды

Японские ученые из центра RIKEN продемонстрировали, как мох может быть «зеленым» веществом для дезактивации загрязненной воды и почвы.

Команда исследователей во главе с Мисао Итуга, выяснила, что мох Funaria hygrometrica способен поглощать значительное количество свинца из воды. Известно, что вода, загрязненная этим тяжелым металлом, является серьезной экологической проблемой. Усугубляет проблему тот факт, что современные способы удаления свинца или других тяжелых металлов из воды требуют топлива и огромного количества энергии. В качестве альтернативы существующим процессам фиторемедиация представляет собой метод, который использует фотосинтезирующие организмы для очистки почвы или загрязненной воды. Итуга с коллегами начали поиск техники очистки на основе фиторемедиации, посмотрев на мох, который хорошо растет на участках, загрязненных такими металлами, как медь, цинк и свинец.

«Мы обнаружили, что мох может функционировать как превосходный абсорбент свинца. Эта ценная способность делает его потенциальным очистителем сточных вод в горнодобывающей и химической промышленности», говорят ученые. Чтобы выяснить способность мха поглощать металл, эксперты создали растворы с разной концентрацией 15 различных элементов и подвергли их воздействию протохромы F. hygrometrica . После 22 часов воздействия масс-спектрометрический анализ показал, что моховые клетки поглотили  до 74% свинца от их сухой массы, что довольно значительно и выше, чем у любого другого металла.

Анализ показал, что в клетках протонных мхов больше 85% свинца накапливается в клеточных стенках, причем меньшие количества находятся в мембранах органелл и внутри хлоропластов, где происходит фотосинтез. Сосредоточив внимание на клеточных стенах, исследователи обнаружили, что они поглощали свинец даже после удаления из живого мха. Авторы уверены, что есть что-то особенное в клеточных стенках этого вида мха, что позволяет ему процветать в средах, которые токсичны для других растительных организмов.

Анализ с применением  ядерного магнитного резонанса показал, что полигалактуроновая кислота в клеточных стенках отвечает за поглощение тяжелого элемента. «Мы сравнили данные F. hygrometrica с данными наземных растений и морских водорослей и обнаружили, что присутствие полигалактуроновой кислоты в клеточной стенке является одной из характеристик, которые отличают этот тип мха от других растений», пояснили эксперты.

Затем японские ученые определили, как клетки протонемы  впитывают  свинец при значениях рН от 3 до 9, что важно, так как кислотность загрязненной металлом воды может варьироваться. «Наши результаты показывают, что F. hygrometrica — полезный биоматериал для извлечения свинца из водных растворов»,  говорит соавтор разработки Хитоши Сакакибара.

Разработаны ультратонкие полимерные волокна с исключительной прочностью

Новый способ производства ультратонких волокон, сильных и прочных, разработан командой экспертов Массачусетского технологического института. Новый материал, который недороги легок в изготовлении, может быть полезным для многих применений, таких как защитные многослойные пленки,  нанокомпозиты и броня.

Новый процесс, называемый гель-электроспиннинг, разработан технологами во главе с Григорием Рутледжом. Изобретатели поясняют: «Есть много компромиссов. Обычно, когда инженеры пытаются улучшить одну характеристику материала, они видят снижение другой характеристики. Сила и прочность — вот такая пара: когда вы получаете большую силу, вы теряете что-то в прочности. Материал становится более хрупким и, следовательно, не имеет механизма поглощения энергии, а  имеет тенденцию ломаться». В новых волокнах, созданных Рутледжом с коллегами, многие из этих компромиссов устраняются.

«Это очень важно, когда вы получаете материал с очень высокой силой и высокой прочностью», добавили авторы. Так обстоит дело с этим процессом, который использует традиционный метод гель-прядения  с добавлением электрических сил. Результатом этого усовершенствования стали ультратонкие волокна полиэтилена, которые равны или превосходят свойства некоторых самых прочных полимеров и волокнистых материалов, таких как кевлар и динема.

«Мы начали с изготовления волокон в различном диапазоне размеров, а именно ниже 1 мкм, потому что у них есть множество интересных функций. Мы смотрели на такие ультратонкие волокна в течение многих лет, но ничего не было в том, что можно было бы назвать высокопроизводительным диапазоном волокон», говорят исследователи. Высокоэффективные волокна, которые включают арамиды, такие как кевлар и гелеобразные полиэфиры, такие как Dyneema и Spectra, используются в канатах для экстремальных применений и в качестве армирующих волокон в некоторых высокоэффективных композитах.

«За последние годы в этой области было мало нового»,  говорит Рутледж. Но этот новый материал, по его словам, превосходит существующие. По сравнению с полимерами углеродными волокнами и керамическими материалами, которые широко используются в композитах, новые гелеобразные электропневматические полиэтиленовые волокна имеют одинаковую прочность, но намного более жесткие и менее плотные. Это означает, что они превосходят стандартные материалы.

Создавая этот ультратонкий полиэтилен, технологи МИТ пытались приблизиться к свойствам существующих микроволокон, но, фактически, результат оказался значительно лучше. В то время как тестовые материал не так хороши, как лучшие существующие волокна, они достаточно близки — достаточно, чтобы быть «конкурентоспособными», говорят разработчики. «Сильные стороны примерно в два раза лучше, чем у имеющихся, а их прочность примерно на порядок выше». Сейчас исследователи пытаются до конца понять, что же привело к такой впечатляющей производительности. Авторы говорят, что «большинство пластмасс жесткие, но они не такие жесткие и сильные, как то, что мы получаем». Стекловолокно жесткое, но не очень сильное, а стальная проволока сильная, но не очень жесткая. Новые гель-электрошпуновые волокна сочетают в себе желательные качества прочности, жесткости и ударной вязкости.

Новый процесс сочетает в себе использование полимерного геля в качестве исходного материала, как в гелевых волокнах, но здесь используются электрические силы, а не механическое натяжение для вытягивания волокон, благодаря чему ультратонкие размеры приводят к уникальным свойствам нитей. Эти результаты могут привести к тому, что защитные материалы будут такими же сильными, как и существующие, но тонкими и менее тяжелыми, что сделает их более практичными.

Медицинские инструменты – разнообразие материалов и назначения

Наверное, одним из самых широко представленных профессиональных арсеналов можно назвать медицинский. Ведь то количество приспособлений, приборов и различных вспомогательных устройств, которые используют в своей работе врачи, перечислить просто невозможно. Ведь для каждого врача существуют свои медицинские инструменты, как и для каждой разновидности врачебной деятельности. Так хирурги в своей работе используют одни приспособления, а лор или врач невропатолог применяют совсем другой набор инструментов. При этом все изделия отличаются не только назначением, но и материалами изготовления, формой, размерами, функционалом и пр. Но есть у медицинского инструментария и схожие параметры, к которым в первую очередь относят высокое качество изготовления, безопасность, гипоаллергенность. Ну а достигаются такие качества путем использования материалов, которые по своему качеству изготовления и по своим эксплуатационным характеристикам превосходят сырье, применяемое, например, для изготовления бытовых товаров или обычного инструмента.

Прочность и надежность

Так как медицинские инструменты должны выдерживать активную эксплуатацию, частую обработку дезинфицирующими средствами, то и материал, из которого они изготовлены должен быть уникальным, то есть износостойким, устойчивым для коррозии, химических растворов, высокой температуры и пр. Наверное, поэтому при изготовлении медицинских инструментов используется не простая, а именно медицинская сталь, которая способна сохранять свои свойства даже при самых экстремальных условиях применения. Из такого материала выпускают самые разные изделия и в первую очередь это инструменты, которыми пользуются хирурги, лор, стоматологи и пр.

Так же при изготовлении профессионального инструментария применяют высокопрочный пластик, который с одной стороны отличается легким весом, а с другой достаточно устойчив и для воздействия высокой температуры, и для химически активных веществ. Кстати, медицинская сталь нержавеющая, которая используется при изготовлении режущих приспособлений, а так же аксессуаров предназначенных для проведения осмотра пациентов, нейтральна в плане взаимодействия с разными веществами и другими металлами. Поэтому при использовании различных мединструментов не возникает никаких аллергических реакций или непредвиденных сюрпризов в виде раздражения на коже больного.

Текстиль, который так же может применяться при изготовлении врачебного арсенала, гипоаллергенен, что очень важно, и отличается высокой прочностью и устойчивостью к воздействию разных химических веществ.

Разнообразие, поражающее воображение

Что касается размеров, форм и функционала, то тут медицинские инструменты по разнообразию занимают лидирующие позиции. Ведь врачей разных специальностей много и у каждого профессионала свой набор приспособлений для работы.

Существует несколько классификаций, с помощью который разделяют все приспособления на разные виды, в зависимости от их назначения и сферы использования. Но как правило, самой часто используемом классификацией считается разделение на виды в зависимости от сферы, а точнее от направления врачебной деятельности. Хотя, например, хирургические инструменты в своей работе может использовать не только хирург, но и стоматолог или лор, а приспособления для осмотра пациента и вовсе применяют специалисты из разных сфер медицины.

Конечно, у каждого специалиста есть свой набор приспособлений, которые имеют специфические формы, размеры и изготовлены из разных материалов так чтобы максимально упрощать работу специалиста и при этом повышать ее качество и гарантировать безопасность пациенту.

Приобретать медицинские инструменты можно как в виде готового набора, так и поштучно. В отличие от расходных материалов и одноразовых изделий, инструменты стоят дорого, но вот экономить на их приобретении не стоит. Ведь от качества материала, как и от качества изготовления, зависит и репутация врача и здоровье пациентов.

Наверное, поэтому не так много компаний, которые занимаются выпуском медицинского арсенала. А те производители, продукция которых представлена на отечественном рынке, на 100% отвечают всем самым строгим требованиям и стандартам, принятым в отрасли.

Специалисты, как правило, сами выбирают бренд, продукцию которого они готовы использовать. Сегодня у них есть возможность выбирать как из импортных товаров, так и из изделий отечественных предприятий, которые по своему качеству не уступают западной продукции. Ну а для того чтобы выбрать качественный продукт и при этом оптимизировать расходы на обновление профессионального арсенала, эксперты советуют покупать все необходимое в интернет магазине, где цены гораздо более демократичные, а оригинальность продукции и ее качество не вызывают сомнения.