Наноуглерод шунгитов: структурные и физико-химические свойства, механизмы активации

Материалы на основе углерода являются универсальными адсорбентами и фильтрами, носителями катализаторов, наполнителями широкого круга полимерных и неорганических связующих, основными компонентами биосовместимых материалов. Понятен возрастающий интерес к исследованию углеродных материалов нового поколения - фуллеренов, нанотрубок, луковичных структур и ультрадисперсных алмазов. Применение наночастиц углерода в традиционных физико-химических процессах увеличивает скорости реакций, массо - и тепло- обмена, однако контроль над этими процессами затруднен из-за усиления взаимодействия между наночастицами и их агрегации. Получение наноуглеродных материалов связано с высокозатратными технологиями в строго контролируемой инертной среде. Кроме того, синтезированные углеродные продукты требуют дополнительной химической обработки с помощью органических растворителей, кислот и термо- обработки для удаления примесей, аморфного углерода и т.д. Очистка НУ в большинстве случаев проводится методами «мокрой химии», что вызывает необходимость исследования взаимодействия НУ с водой и растворителями (O’Connell et al, 2002; Korobov et.al, Kruger et al, 2005, Ošawa, 2007). Очищенные продукты, как правило, представляют собой более или менее прочные агрегаты наночастиц, появляется необходимость их дезагрегации и стабилизации в различных средах. С этой целью в большинстве работ проводится функционализация наночастиц, широко применяются поверхностно-активные вещества (ПАВ), что усложняет состав и сужает сферу использования наноуглеродных материалов, прежде всего биомедицинскую (Пиотровский; Ho et al. 2005).

Природные материалы, содержащие НУ, заслуживают особого внимания как перспективные элементы в биологии и фармакологии (Шунгиты…1984, Зайденберг и др. 1998). Наибольший интерес исследователей и практиков вызывает шунгитовый углерод (ШУ) (Чарыков и др., 2005), представленный в концентрированном виде в высокоуглеродистых (до 98% углерода) шунгитовых породах Карелии, которые являются не только перспективным углеродным сырьем, но и природным источником НУ. Наноуглерод шунгитов отражает процессы глобального цикла углерода, являясь строительным материалом почв и осадков, носителем органических поллютантов. <...>