Фуллереновый сорбент: что доказывают испытания

В сообщении Наука.рф йодный показатель нового углеродного сорбента достигает 105%. Там же это число объясняют как 1050 мг йода на грамм материала. Но в патенте результат назван «адсорбционной активностью по йоду» и указан в процентах. Это разные обозначения: без расчёта, приведённого в методике, переводить одно в другое нельзя.

Патент RU 2 866 784 C1 зарегистрирован в России 22 июля 2026 года. Его авторы: Ольга Асташкина, Юлия Вилачева, Ольга Кудринская, Дмитрий Христофоров, Вадим Марценюк, Марат Взнуздаев и Виктор Седов. В документе описаны способ обработки углеродного волокнистого материала водорастворимым фуллереном и экспериментальные примеры. Это патентное описание, а не статья в рецензируемом научном журнале.

Авторы решали практическую задачу: нанести фуллерен на активированный углеродный материал без органического растворителя и проверить, изменятся ли его сорбционные показатели. Образцы испытывали с йодом, метиленовым голубым, ионами меди и парами толуола. Такие тесты позволяют сравнить отклик на несколько веществ, но сами по себе не заменяют проверку фильтра в настоящей воде или воздушном потоке.

Как готовили материал

Авторы использовали два типа основы: активированный иглопробивной нетканый материал и активированную углеродную ткань полотняного переплетения. Водорастворимый фуллерен растворяли непосредственно в воде при перемешивании, а затем выдерживали раствор. В него помещали углеродную основу и продолжали перемешивать. После обработки материал извлекали и сушили. Формула патента задаёт содержание фуллерена от 20 до 210 мкг на грамм сорбента, соотношение материала и раствора 1:400–500, обработку в течение 2–3 часов и сушку при 105–115 °C в течение 3–4 часов.

Для оценки сорбционных свойств авторы указывают методы определения активности по йоду по ГОСТ 6217-74, ёмкости по метиленовому голубому по ГОСТ 4453-74, по парам толуола по ТУ 6-06-И160-87 и по ионам меди по ГОСТ 32221-2013. В патенте описаны 26 примеров и сравнение обработанных материалов с исходными. При этом доступное описание не сообщает число повторов, разброс измерений или результаты статистической обработки.

Четыре теста вместо одного

В одном примере для нетканой основы с содержанием фуллерена 110 мкг на грамм указаны 89% активности по йоду, 232 мг/г по метиленовому голубому, 110 мг/г по ионам меди и 295 мг/г по парам толуола. Для ткани в отдельном примере приведены соответственно 102%, 284 мг/г, 120 мг/г и 341 мг/г. Это результаты отдельных образцов, а не универсальные характеристики любого материала с фуллереном: основа и условия обработки различались.

Патент также описывает, как показатели менялись с количеством фуллерена. При увеличении его содержания с 20 до 110 мкг/г ёмкость по метиленовому голубому, согласно документу, выросла с 185 до 268 мг/г, а активность по йоду с 82 до 102%. При дальнейшем увеличении содержания до 210 мкг/г показатель для красителя снизился до 236 мг/г, а йодный показатель немного уменьшился, до 100%. Результаты для паров толуола и меди менялись иначе. Следовательно, увеличение количества модификатора не обязательно улучшает захват каждого тестового вещества.

Авторы патента считают, что выбранный способ повышает сорбционную активность и упрощает технологию, поскольку позволяет отказаться от органического растворителя. Приведённые результаты показывают, что обработанные образцы испытывали с несколькими веществами, а показатели зависели от условий обработки. Чтобы оценить, насколько материал улучшился по сравнению с исходным, нужны прозрачные численные данные для соответствующих контрольных образцов и сведения о вариабельности измерений.

Почему 105% не означает готовый фильтр

Йодный тест характеризует сорбент только в рамках конкретной методики. Он не доказывает, что материал с такой же эффективностью удалит смесь загрязнителей из питьевой воды или очистит воздух в респираторе. Для воды в патенте приведены отдельные результаты по меди и красителю, для воздуха по парам толуола. Это лабораторные показатели для выбранных веществ, а не испытания в сложной реальной среде.

В описании есть расхождение в условиях: формула патента задаёт выдерживание раствора при 20–25 °C, тогда как при обсуждении примеров упоминается повышение температуры до 30 °C. Есть и разница в представлении йодного результата: патент указывает его в процентах, а пресс-релиз Наука.рф сообщает, что 105% соответствуют 1050 мг/г. Пока первичный документ не объясняет расчёт и соотношение этих величин, корректнее цитировать патентную формулировку и не называть процент массовой ёмкостью.

В патенте нет испытаний готового фильтра в потоке. Не указаны время до проскока загрязнителя, ресурс и возможность регенерации материала, вероятность вымывания фуллерена, безопасность при длительном применении или стоимость производства. Патент описывает разработанный способ и заявленные лабораторные результаты, но не доказывает, что сорбент уже пригоден для бытовой или промышленной очистки воды и воздуха.

При чтении подобных результатов полезно различать измеренный показатель, интерпретацию авторов и практический вывод. Подробнее о том, как оценивают достоверность и обоснованность исследования, можно прочитать в отдельном материале. Здесь следующий важный шаг для разработчиков был бы не ещё один эффектный процент, а воспроизводимые испытания сорбента в условиях, близких к работе настоящего фильтра.

Источники

Асташкина О. В., Вилачева Ю. Ю., Кудринская О. В., Христофоров Д. Е., Марценюк В. В., Взнуздаев М. Е., Седов В. П. Способ получения углеродного модифицированного сорбента, содержащего фуллерен. Патент RU 2 866 784 C1. Заявка подана 4 июля 2025 года; опубликован 22 июля 2026 года. Полное описание в реестре ФИПС; PDF патента.
«Нетоксичный волокнистый сорбент для фильтрации воды и воздуха создали в Санкт-Петербурге». Наука.рф, 24 октября 2026 года. Сообщение пресс-службы СПбГУПТД. Текст сообщения.