Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В ходе выполнения первого года выполнения проекта были синтезированы магнитные наночастиц магнитных оксидов железа, в том числе содержащие ионы цинка и никеля. Были проверены стратегии поверхностной модификации полученных наночастиц с двойным слоем анионных поверхностно-активных веществ и композиты магнитных наночастиц с неионным полиэтиленгликолем с целью получить наноадсорбент с лучшими коллоидными и сорбционными свойствами, который при этом будет не токсичен. Было показано, что поверхностно-модифицированные магнитные наночастицы оксида железа со средним размером около 10 нм обладают высокой адсорбционной емкостью для сорбции загрязнителей из сточных вод. Значительным преимуществом использования магнитных материалов является возможность извлекать сорбент с помощью внешнего магнитного поля, что делает процесс очистки более эффективным. Для необходи изготовить наночастицы с высокими магнитными и коллоидными свойствами. Было показано, что анионное вещество додецилсульфат натрия увеличивает электростатическое притяжение к катионному соединению метиленового синего, а также препятствует агрегации наночастиц, увеличивая активную поверхность. Сорбционная емкость магнитных наночастиц после поверхностной функционализации увеличилась в 250 раз по сравнению с не модифицированными наночастицами оксида железа. Были определены механизм и кинетические параметры процесса сорбции, а также оптимальные условия для увеличения эффективности процесса сорбции. Были проведены исследования биосовместимости материалов на суспензионной культуре МНК (физиологическое состояние) и адгезивных культурах клеток Huh7 и SK-MEL-28 (патологическое состояние). Также было показано, что покрытие наночастиц полиэтиленгликолем определенной концентрации позволяет получать стабильные во времени суспензии, которые менее токсичны. Было разработано программное обеспечение на платформе LabView (National Instruments Corp), обеспечивающее оценку очищенной воды на основе фотометрического метода. На следующем этапе проекта планируется разработать новый наноадсорбент с использованием двойной модификации полиэтиленгликолем и додецилсульфата натрия, а также магнитным ядром сложного состава. Планируется проведение биологической экспертизы наноматериалов на бактериальных клеточных культурах, а также доработка программного обеспечения и разработка прототипа встраиваемого модуля очистки воды.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В ходе выполнения проекта второго года были синтезированы магнитные наночастицы оксидов железа, в том числе содержащие цинка, никеля и серебра. Были проверены стратегии поверхностной модификации полученных наночастиц с двойным слоем анионных поверхностно-активных веществ и композиты магнитных наночастиц с неионным полиэтиленгликолем с целью получить наноадсорбент с лучшими коллоидными и сорбционными свойствами, который при этом не будет токсичен. Было показано, что поверхностно-модифицированные магнитные наночастицы оксида железа и никель-цинковые фериты обладают высокой адсорбционной емкостью для сорбции загрязнителей из сточных вод. Значительным преимуществом использования магнитных материалов является возможность извлечения сорбента при помощи внешнего магнитного поля, что делает процесс очистки более эффективным. Для этого были изготовлены наночастицы с высокими магнитными и стабильными коллоидными свойствами. Было показано, что анионное вещество додецилсульфат натрия и полиакриловая кислота увеличивают электростатическое притяжение к катионному соединению метиленовому синему, а также препятствует агрегации наночастиц, увеличивая активную поверхность с функциональными группами различной природы (слабокислотные - карбоксильные и сильнокислотные - сульфатные). Эти частицы могут также сорбировать и другие катионные: красители, ПАВы и антибиотики. Сорбционная емкость магнитных наночастиц после поверхностной функционализации увеличилась в сотни, а иногда и в тысячи раз по сравнению с не модифицированными наночастицами оксида железа и никель-цинковыми феритами. Были определены механизм и кинетические параметры процесса сорбции, а также оптимальные условия для увеличения эффективности процесса сорбции. Были исследованы кинетические и термодинамические параметры сорбции, полученные модели которых хорошо сходились с прогнозами. Также было показано, что покрытие наночастиц полиэтиленгликолем определенной концентрации позволяет получать стабильные во времени суспензии, которые обладают свойствами бактерицидности. Для удобного использования и обработки собранных данных со спектрометра был разработан веб-интерфейс. Данные с приложения для сбора данных поступают на вход клиентского веб-приложения, затем посредством запроса по протоколу HTTP клиентское веб-приложение отправляет данные серверному приложению для вычислений значений оптической плотности и концентрации. Результат работы серверного приложения отображается в веб-приложении. Также был разработан скрипт на языке python3 который может обрабатывать данные полученные со спектрометра и выводить концентрации красителя и наночастиц после сорбции а также график спектров поглощения.