Томские химики разработали новые подходы к созданию «умных» тканей

Ученые Томского государственного университета (ТГУ) представили технологию получения нового класса «умных» тканых сорбционных материалов, которые могут поглощать вредные вещества из воздуха, следить за здоровьем человека и самоочищаться. Их получают за счет встраивания металлоорганических координационных полимеров в синтетические или натуральные ткани. Получен патент РФ.

В 2025 году за работы в области металлоорганических координационных полимеров (MOF – metal-organic frameworks) была присуждена Нобелевская премия по химии. Однако широкого применения эти новые уникальные материалы пока не находят, поскольку имеют ряд недостатков: являются сыпучими, а их пористая структура используется не полностью. Химикам ТГУ удалось решить часть функциональных проблем этой группы материалов. Ученые разработали способ иммобилизации — надежного встраивания частиц MOF в структуру ткани.

«Отличие нашего подхода заключается в том, что мы не наносим материал на ткань, а выращиваем его непосредственно в ткани. Это позволяет не только увеличить содержание металлоорганического координационного полимера до 10-25 % в таком композитном материале, но и прочнее закрепить его в структуре ткани», — рассказала один из авторов работы, студентка 4-го курса химического факультета ТГУ Валерия Лобанова.

В ткань вводится предшественник, из которого затем при повышенной температуре в воде или органическом растворителе с помощью специальных молекул-линкеров идет самосборка материала. При этом наноразмерные частицы MOF формируются непосредственно на поверхности нитей, а также в межнитевом пространстве, что обеспечивает их высокую стабильность.

В качестве основы химики использовали натуральную (хлопок) и синтетическую — полиэтилентерефталат (ПЭТФ, он же лавсан, полиэстер) ткани. Сейчас ученые работают с расширенным спектром тканей.

«Мы уже попробовали нанести три типа металлоорганических координационных полимеров на ткани. Один тип материала (Cu-HKUST) придал ткани сорбционные свойства по отношению к различным газообразным загрязнителям. Другой тип каркасного соединения дает возможность не только поглощать вредные или даже особо опасные органические соединения, то и нейтрализовать их за счет каталитического разрушения», — пояснил еще один участник исследования, заведующий научно-исследовательской лабораторией пористых материалов и сорбции ХФ ТГУ Григорий Мамонтов.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации