Серебряные пудры часто используются как защитное покрытие, но их производство дорого и трудозатратно. Особенно это касается частиц необычной формы. Российские ученые из Института химии твердого тела УрО РАН впервые в мире получили уникальные серебряные структуры, которые могут применяться для защиты трубопроводов от коррозии. Работа поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ). Статья об исследовании опубликована в Journal of Materials Chemistry A, кратко о ней сообщается в пресс-релизе РНФ.
«Нам удалось впервые получить звездообразные несмачиваемые частицы серебра (Ag), плотность которых меньше плотности воды. Причем это было сделано простым, но в то же время универсальным и экологически безопасным методом гидрохимического осаждения», – сообщает Станислав Садовников, ведущий автор исследования, кандидат химических наук и старший научный сотрудник Института химии твердого тела УрО РАН. Сам метод получения таких частиц был запатентован в России.
Тонкодисперсные (мелкие) серебряные пудры используются для производства катализаторов (ускорителей химических реакций), обработки воды, в биологии и медицине – как вещества с бактерицидным эффектом. Из тонкой пленки серебра или полимеров, состоящих из серебряных наночастиц, можно изготовить несмачиваемое покрытие для защиты поверхностей от химически агрессивных жидкостей. Обычно наночастицы серебра имеют сферическую форму, но в последние годы ученые стали работать над получением других их разновидностей. Так появились серебряные кубы, плоские треугольники и пластинки, призмы, «провода» и разнообразные лучи. Делать это чаще всего нелегко: синтез может быть дорогостоящим или сложным, как и абляция – испарение под действием лазера – для получения пудры.
Частицы многолучевого серебра имеют искаженную форму, напоминающую звездчатые многогранники: от додекаэдра с 20 вершинами до икосаэдра с 60 вершинами. Длина лучей звездчатых частиц серебра определяется условиями синтеза и не связана с отношениями симметрии, характерными для звездчатых многогранников. Эти частицы размером 30–50 мкм и с 24–56 лучами были синтезированы простым и экологичным методом из нитрата серебра, который подвергли разложению в щелочной среде. Из таких структур химики сделали покрытие, на котором капля воды оставалась шарообразной и не смачивала поверхность под собой.
«Порошок или пленки из ультрадисперсных звездообразных частиц серебра могут использоваться как защитные покрытия трубопроводов для нефти и продуктов ее переработки, – считает Станислав Садовников. – Использование таких покрытий благодаря их несмачиваемости продуктами нефтепереработки и другими агрессивными жидкостями в несколько раз повысит их коррозионную стойкость, увеличит срок безаварийной службы трубопроводов, многократно повысит экологическую безопасность эксплуатации трубопроводных систем, снизит расходы по содержанию и замене трубопроводов. Такие же преимущества будут достигнуты при использовании аналогичных покрытий трубопроводов химической промышленности».
Ученые добавляют, что полученные серебряные частицы имеют очень большую площадь поверхности и могут использоваться как катализаторы или подложки для них.