В ТГУ изменяют свойства цеолитов для улучшения процедуры гемодиализа
30 Июня 2016

Ученые ТГУ научились изменять физико-химические свойства цеолитов механическим и термическим воздействием. На основе этих исследований в дальнейшем исследователи планируют сделать новый материал для создания портативного устройства для гемодиализа. В проекте принимают участие исследователи из Института физики прочности и материаловедения СО РАН, физико-технического факультета Томского государственного университета совместно с Институтом химических технологий (Fraunhofer ICT, Германия) и Университетом Мишкольц (Венгрия).

Ученые исследовали синтетический порошок цеолита коммерческой марки SAPO-34 и природный цеолит Токайского месторождения (Венгрия).

– Природные цеолиты являются прочными алюмосиликатными минералами, поэтому необычайно важен вопрос технологии их измельчения с целью увеличения удельной поверхности, – говорит магистрант физико-технического факультета ТГУ Александр Бузимов. –  Ее изменение при воздействии механической обработки позволяет направленно варьировать свойства цеолитов.

Синтетический порошок подвергался механической обработке в барабанной мельнице. Скорость вращения барабана составляла 150 оборотов в минуту, продолжительность механической обработки варьировалась от 1 до 96 часов. До и после механической обработки порошок подвергался термическому воздействию. В итоге площадь удельной поверхности материала уменьшалась с 506 м2/г до 102 м2/г (после мехактивации 96 часов при отжиге 1000С0).

Природный цеолит Токайского месторождения подвергался механической активации в шаровой мельнице в течение 1-600 минут. В результате такой обработки менялся минералогический состав цеолита: содержание смектита, клиноптитололита, иллита, кальцита и кристобалита уменьшалось в несколько раз, в то время как содержание кварца и ортоклаза возросло. Увеличилась площадь удельной поверхности.

Научившись «управлять» свойствами цеолита, ученые планируют совместить минерал с нанокерамикой, которую изготавливают ученые ИФПМ СО РАН и ТГУ, и таким образом получить новый градиентный материал. Созданное композитное сито станет главным элементом портативного устройства для гемодиализа, которое будет иметь небольшой размер (с наручные часы).

–Высокопористая керамика с необходимым размером пор – от нано до макро – уже разработана коллективом сотрудников Томского государственного университета, Института физики прочности и материаловедения СО РАН, Института химических технологий общества Фраунгофера (Германия) и Университета Мишкольца (Венгрия), с которыми ТГУ имеет долгосрочные Соглашения. В этот коллектив входят как «старые» ученые, так и студенты, начиная с 3 курса, – говорит профессор ТГУ Сергей Кульков

Цеолит с высокой удельной поверхностью хорошо впитывает влагу. Устройство будет соединяться с шунтом, который вживляется под кожу пациенту. Кровь станет циркулировать через композитное сито, и таким образом очищаться.

Новый материал ученые планируют получить в течение года, а через два года может появиться первый прибор.

– Главное преимущество этого устройства – мобильность, – говорит Александр Бузимов. – Сейчас, конечно, есть аналоги традиционным аппаратам для гемодиализа, но в любом случае процедуру нужно проводить в больничных условиях, поэтому люди «привязаны» к своему месту жительства. А с этим устройством они смогут отправляться даже в дальние поездки, гемодиализ можно будет делать в домашних условиях и в условиях чрезвычайной ситуации.