Сажа_растворяется_в_воде

Сажа_растворяется_в_воде

Среди многих ключевых задач, над которыми работают химики, биохимики и материаловеды во многих лабораториях мира, есть задача получения устойчивых водных растворов углеродных нанотрубок (см.: «Химия», 2000, № 17, 23; 2001, № 9). Такие растворы открывают широкие возможности очистки, классифицирования нанотрубок и их химического модифицирования. Сенсационные результаты недавних исследований, похоже, приближают решение этой задачи.

Сегодня углеродные нанотрубки – один из самых популярных материалов нанотехнологии. Еженедельно в научных и общедоступных журналах, в Интернете публикуют не один десяток статей и сообщений, посвященных этому материалу. В отличие от фуллеренов нанотрубки вряд ли можно признать молекулами, поскольку их молекулярная масса зависит не только от строения (диаметр, угол закрутки, число слоев), но и от длины. Отличаются они и от обычных полимеров, поскольку не ясно, что считать повторяющейся мономерной единицей. Нанотрубки скорее структурированные частицы и в чем-то подобны частицам сажи. Это подобие распространяется и на растворимость: ни сажа, ни углеродные нанотрубки в воде или органических жидкостях не растворяются. Более того, они даже не смачиваются водой.

Позвольте, а зачем нужны водные растворы нанотрубок? Если говорить не о самых ближних и простейших возможностях применения таких растворов, а о важнейших, то ответ таков: для развития биотехнологии, точнее – нанобиотехнологии, а затем и наномедицины. Нанотрубки с их высокоразвитой поверхностью могут быть отличными носителями белков, биокатализаторов (энзимы), лекарственных средств, ионообменных групп. Малый размер и химическая инертность углеродного остова нанотрубок позволяют вводить их с привязанными к боковой поверхности или заполняющими внутреннюю полость биологически активными и полезными веществами непосредственно в живой организм.

Идея доставки лекарств прямо к больным органам с использованием инертной углеродной оболочки, не растрачивая их при доставке, не отравляя весь организм, первоначально была высказана применительно к фуллеренам.

На прошедшем в мае 2002 г. в Санкт-Петербурге семинаре Международного научно-технического центра был, например, сделан объединенный доклад ученых Москвы, Черноголовки и Иванова о фармакологически активных производных фуллерена С60. Но нанотрубки открывают дополнительные возможности: молекулы фуллеренов слишком малы, чтобы внутри их оболочки поместилось больше двух-трех некрупных атомов. Полость нанотрубки может содержать гораздо больше, чем несколько атомов, – целые нанокристаллы. Если это нанокристаллы магнитных веществ, трубки можно концентрировать в определенных органах (например, пораженных опухолью) с помощью магнита. Такой прием, вероятно, слишком примитивен, однако, согласно вполне обоснованным прогнозам, уже к 2013 г. средства доставки лекарств по строго обозначенному «адресу» в организме должны стать обычными в медицинской практике.

Как же перевести нерастворимые нанотрубки в раствор? Существуют два пути. Первый – присоединение ковалентными или ионными связями к боковым поверхностям нанотрубок «хвостов» из длинноцепочечных органических молекул; второй – использование поверхностно-активных веществ, тоже длинноцепочечных, но не образующих с атомами углерода ковалентных или ионных связей. Оба пути интенсивно исследуются, однако до последнего времени результаты были не слишком утешительны: достигнута очень низкая растворимость, многие использованные для прививки к нанотрубкам вещества ядовиты, да и нанотрубки необходимо предварительно укоротить.

Новый этап начался с использования водорастворимых линейных полимеров: в США в лабораториях Р.Смолли из Университета Райса для растворения нанотрубок успешно испытали поливинилпирролидол и полистиролсульфонат (Chemical Physics Letters, 2001, v. 342, p. 265). Полимеры обволакивали нанотрубки и тем самым устраняли неспособность смачиваться.

Опираясь на эту работу, сотрудники Токийского научного университета (Science University of Tokyo) применили для растворения нанотрубок пищевой желатин. Оказалось, что в условиях ультразвукового облучения желатин разрушает сростки однослойных нанотрубок, обволакивает трубки и переводит в водный раствор (Chemistry Letters, 2002, p. 690).

Желатин – распространенный пищевой продукт, получаемый вывариванием костей, хрящей, сухожилий животных, реже – костей и чешуи рыб. Его производство возникло в России более столетия назад (три завода находились в Санкт-Петербурге и один в Крыму, в Артеке). Сегодня он используется в пищевой отрасли промышленности, в микробиологии, для приготовления фотоэмульсии, проклейки бумаги высших сортов. Желатин неядовит и, следовательно, не повредит при введении в организм. Трудности на пути его применения связаны с другим – низкой растворимостью. Кубический сантиметр воды способен растворить в присутствии желатина (1,0 мг) прискорбно мало – лишь 0,25 мг нанотрубок. Если трубки удастся насытить лекарством до содержания последнего 10%, это равнозначно всего 0,025 мг в одном «кубике».

Читайте также:  Кормушка_сова_из_пластиковой_бутылки

Новая идея использовать природные полимеры пришла ученым израильского Центра мезо- и нанонауки и технологии (Center for Meso and Nano Science and Technology), причем в своей публикации они ссылаются на древнеегипетский рецепт чернил (Nano Letters, 2002, v. 2, № 1, p. 25).

Египтяне, как показали анализы древних папирусов, использовали чернила, в которых красителем служила сажа. Поскольку сажа, как нам уже известно, не растворяется в воде, не смачивается водой, а ее водные суспензии расслаиваются, в состав чернил вводили гуммиарабик. Египетские жрецы не знали состава гуммиарабика, не имели микроскопов, чтобы судить о механизме его действия, но один из самых древних из дошедших до нас письменных источников человечества – «Книга мертвых» – написан водной взвесью сажи, стабилизированной гуммиарабиком.

Исходные пучки нанотрубок растворяются в водном растворе гуммиарабика при сравнительно мягких условиях ультразвуковой обработки и дают устойчивую суспензию, содержащую до 3 мас. % (примерно 30 мг/см 3 ) нанотрубок. Высушивание на воздухе и повторное диспергирование в чистой воде позволяют повысить концентрацию нанотрубок до фантастической величины – 15 мас. %, причем и эта взвесь устойчива несколько месяцев.

Что такое гуммиарабик? Это один из видов камедей – вязких жидких веществ, выделяемых растениями при повреждениях или болезнях и застывающих в стекловидную массу. Гуммиарабик – камедь, выделяемая сенегальской акацией. Еще один распространенный вид камеди – трагакантовый – получают из трагаканта – колючего кустарника рода астрагала, растущего в Иране и Турции. Растения этими выделениями защищают себя от засухи. Источники камедей есть и у нас: это вишня, из которой получают чуть сладковатый светло-желтый или бледно-коричневый вишневый клей.

Камеди получают в значительных количествах и, подобно желатину, используют в пищевой и фармацевтической отраслях промышленности, в производстве бумаги, для приготовления клеев. По химическому составу это полисахариды, которые при кипячении с кислотами разлагаются с выделением сахаристых веществ.

На недавно образованной в РХТУ им. Д.И.Менделеева первой в России кафедре нанотехнологии мы готовимся к повторению и развитию работы по получению концентрированных растворов нанотрубок. Может быть, вместо пищевого желатина или гуммиарабика действительно подойдет вишневый клей?

Сажа представляет собой скопление продуктов неполного сгорания углерода, образующихся в результате сжигания органических и неорганических веществ. Накопление отложений на внутренней поверхности камина, печи, предметах мебели, внутренней отделке жилья и других помещений после пожара негативно влияет на состояние здоровья, поэтому важно подробно разобраться, чем можно отмыть сажу так, чтобы сократить время на очистку и минимизировать влияние на организм.

Свойства и состав

Сажа – это продукт неполного сжигания органического топлива. Основным компонентом налета является черный углерод, остатки жиров. Из-за высоких адгезивных свойств копоть легко оседает на выхлопных, печных трубах, дымоходах, предметах мебели и внутренней отделке после пожара. Сажа может состоять из разных химических элементов, в зависимости от вида сжигаемого продукта. Термин «сажа» ошибочно используется для обозначения технического углерода, который производится в промышленных масштабах при соблюдении определенных условий и конкретного химического состава.

Попадающие в легкие частицы сажи со временем накапливаются в дыхательной системе, что приводит к развитию бронхитов и пневмоний. Хроническое воздействие сажных элементов на организм вызывает мутации в клетках и увеличивает риск роста злокачественных новообразований. Сажа также легко проникает в кровеносное русло, в котором образованные токсические соединения нарушают работу множества органов. По этой причине возникает инфаркт, инсульт, астма и преждевременная смерть, поэтому необходимо разобраться, чем можно эффективно отмыть сажный налет, чтобы устранить дальнейшее попадание частиц в организм.

Средства для удаления

Сегодня представлено большое разнообразие веществ и методов, чем можно отмыть копоть с любых поверхностей или материалов эффективно и быстро. Народные и специализированные средства, механическое и химическое воздействие — все это направлено на успешную борьбу с сажным налетом в домашних условиях.

Обратите внимание! Прежде чем отмыть сажу, необходимо тщательно ознакомиться с инструкцией используемых веществ либо соблюсти все меры безопасности, направленные на защиту кожи, слизистых от агрессивных растворов.

Инвентарь

Механическое воздействие является наиболее простым способом, как легко очистить копоть без использования специальных растворов. Для работы потребуется щадящая механическая щетка-ершик с металлическими щетинами или обычный скребок. Важно использовать инструменты с функцией удлинения рукоятки, чтобы увеличить максимально допустимую площадь очистки трубы.

Читайте также:  Микроволновка_с_функцией_самоочистки

Специальные средства

На рынке имеется множество разнообразных химических растворов против сажи, благодаря которым есть возможность эффективно и быстро отмыть любую поверхность. Основным действующим веществом в данных средствах является высококонцентрированная щелочь, моментально разрушающая сажный налет.

Ученые рекомендуют использовать специальные растворы, которые:

  • безопасны для человека;
  • удаляют неприятные запахи;
  • быстро очищают;
  • можно использовать на любых материалах без потери эффективности.

Народные средства

Использование поваренной соли, как способа очистить или не допустить образования сажного налета в печных трубах, широко применяется в домашних условиях. Перед затопкой необходимо положить пару столовых ложек соли в дрова. Метод малоэффективен, так как способен удалить только небольшой объем налета.

Картофель является еще одним популярным народным средством для прочистки дымохода. Выделяемый в трубу крахмал взаимодействует с сажей и вызывает разложение налета. Метод неэффективен при массивных наложениях, но способен предупредить образование сажи в трубах на непродолжительное время.

Особенности очистки сажи с разных поверхностей

Металла

Сажа часто наблюдается в дымоходных трубах, каминах, котлах, казанах из-за постоянного взаимодействия с продуктами горения. Прежде чем отмывать сажу с металла, важно ознакомиться с предложенным на рынке ассортиментом химических растворов и выбрать наименее агрессивное средство. Иногда используется механический метод, но из-за длительности, неудобства очистки и тесного контакта с сажей прибегать к нему не рекомендуется.

Пластика

Для чистки используется губка, смоченная в чистящем растворе. Налет на поверхности пластика следует оттирать медленно и тщательно. Средство для мытья посуды, стиральный порошок, хозяйственное мыло — подручные средства для очистки пластмассы, которые следует использовать, прежде чем начинать смывать сажу при помощи специализированных растворов. В конце необходимо смыть остатки средств чистой водой до удаления пятен и запаха.

Как убрать сажу с дерева

Сажа глубоко проникает в толщу древесины благодаря многочисленным порам, процесс очистки обработанного и необработанного дерева отличается. Необработанная очищается небольшим количеством воды и специального средства в течение короткого промежутка времени, во избежание разбухания и разрушения структуры. Обработанная древесина дополнительно требует аккуратности и осторожности, чтобы не повредить краску или лак. Для ускорения процесса сушки следует воспользоваться вентиляторами.

Обратите внимание! Структура древесины не позволяет полноценно промыть деревянные предметы мебели: частички сажи глубоко оседают в недоступных для растворов порах. Рекомендуется заменить конструкцию, мебель или в крайнем случае покрасить их.

Другие

Стеклянную поверхность рекомендуется отмывать средством для очистки стекол, заблаговременно удалив основную массу налета мыльным раствором. Для уборки стен, обоев используется губка, пропитанная концентратом.

Сажа (она же нагар или копоть) является остаточным продуктом сгорающих материалов, оседающим на поверхности предметов и стен, у источника огня. Черный налет, к тому же, сохраняющий едкий запах гари, весьма неприятен, и здесь мы рассмотрим различные способы, как и чем отмыть сажу самостоятельно, в домашних условиях.

Наиболее часто с этой проблемой сталкиваются владельцы частных домов и бань с дымоходами, но сажа может собираться и в любом другом месте, где происходило возгорание.

Что необходимо знать о саже

Свойства копоти напрямую зависят от того, какие материалы сжигались. К примеру, дерево выделяет более смолистую сажу, при сгорании пластика она едкая, липучая. В любом случае нагар содержит некоторую долю жирности, поэтому его просто так не смахнешь с поверхности.

Если попробовать стереть сажу обычной салфеткой, смоченной в воде, то ситуация только усугубится. Для удаления копоти необходимо использовать жирорастворимые средства.

Читайте также:  Таймер_для_электрокотла_отопления

Частицы сажи очень мелкие. Они легко проникают в пористые материалы, откуда удалить их непросто.

Кроме прочего, гарь токсична. Особенно опасно долго находиться в помещениях после пожара. При уборке рекомендуется надеть респираторную маску, а руки защитить перчатками. При чистке потолка надевают защитные очки, чтобы взвесь не попала в глаза.

Удаляем сажу с гладких, моющих поверхностей

Пластиковые ламинированные покрытия, линолеум, лакированные предметы интерьера не содержат пор, поэтому загрязнения с них уходят быстро. Чтобы быстро отмыть сажу с таких покрытий, достаточно любого моющего средства: хозяйственного мыла, стирального порошка, жидкого мыла, подойдет даже гель для посуды.

В горячей воде разводят мыльный раствор. Чем стирать копоть, зависит от объема загрязнения. Промыть шкаф или иной небольшой предмет мебели будет удобно мягкой тканевой салфеткой, марлей. Для небольших предметов лучше использовать губку. А для полов необходима ветошь.

Салфетку/губку/тряпку смачивают в мыльном растворе и промывают закопченные участки. Если нагара много и вода быстро почернела, ее меняют. И так, до тех пор, пока вся сажа не будет смыта. В конце поверхность промывают чистой водой.

Как очистить от сажи стены

Копоть на стенах может собраться после пожара. Нередко она образуется и вокруг камина. Пред тем, как начать чистить стены от сажи, ее излишки необходимо смахнуть веником, щеткой или собрать пылесосом.

Далее, отмыть стены от сажи самостоятельно помогут следующие вещества:

  • Специальные губки, пропитанные сажерастворимой жидкостью (продаются в хозяйственных магазинах).
  • Спирт. В нем промачивают салфетки или марлю и шаг за шагом удаляют нагар со стен.
  • Бензин. Эта жидкость также прекрасно растворяет копоть. В ней смачивают марлю и протирают поверхность стен.

Перечисленными средствами можно очистить и любые другие поверхности (в том числе и потолок), которые не удается хорошо отмыть обычным мылом. Чтобы не испачкать пол при чистке стен или потолка, его застилают полиэтиленовой пленкой или старыми газетами.

Чем отмыть сажу со стекол

Копоть оседает и на стеклах. Любой специальный стеклоочиститель легко удалит нагар. Перед его применением, необходимо снять излишки сажи тряпочкой, смачивая ее в мыльном растворе.

Если стеклоочистителя нет, то в воду капают немного нашатырного спирта или уксуса, и завершают мытье окон. Для придания стеклам кристального блеска используют специальные салфетки из микрофибры или простую газетную бумагу.

Как удалить нагар с дерева

Древесина – материал сильно пористый. В ее микроотверстия частицы сажи могут проникнуть так глубоко, что простая поверхностная промывка не поможет. Для начала следует попробовать смыть нагар с дерева любым из выше перечисленных способов (мыльным раствором, спиртом, бензином, раствором аммиака). Если чернота не ушла, остается только один вариант – шлифовка дерева.

Для небольших поверхностей достаточно будет и куска наждачной бумаги. Более обширные зоны обрабатывают шлифовальной машиной.

Если сажа попала на одежду

При попытке затушить пожар или даже при уборке помещения от копоти, можно испачкать одежду. Но паниковать не стоит, сажа хорошо удаляется с тканей. Вам не понадобятся никакие специальные средства. Достаточно просто замочить вещь в мыле или порошке, а затем простирнуть ее в стиральной машине на максимально допустимой для ткани температуре.

Для белых вещей, скорее всего, придется использовать отбеливатель.

Специальные химические препараты для удаления сажи

Существуют специальные химические жидкости, предназначенные для полной нейтрализации нагара и неприятного запаха после пожаров. Продаются они не в каждом магазине, но в специализированных торговых точках достать их вполне реально. Они отлично удаляют копоть даже с пористых поверхностей, таких, как бетон, кирпич.

Наиболее популярные эффективные профессиональные нейтрализаторы сажи:

Средства выпускаются в форме бесцветных жидкостей, разлитых в пластиковые канистры.

Это были самые действенные рекомендации, как и чем отмыть сажу своими силами. При обширном нагаре после пожара лучше вызывать специальную службу, ради своей же безопасности. В прогоревшем помещении высока концентрация токсинов и работать в нем необходимо в специальном защитном скафандре.

Ссылка на основную публикацию
Русенко_евгений_анатольевич_моэск
БитнейДмитрий Леонидович Директор филиала «Западные электрические сети» В июле 2018 года директором филиала «Западные электрические сети» назначен Дмитрий Леонидович Битней....
Ромб_из_дерева_своими_руками
Из всех видов резьбы по дереву наиболее простой является плоская. Освоение процесса резьбы лучше всего начать с вырезания основных геометрических...
Русенко_евгений_анатольевич_моэск
БитнейДмитрий Леонидович Директор филиала «Западные электрические сети» В июле 2018 года директором филиала «Западные электрические сети» назначен Дмитрий Леонидович Битней....
Сажа_растворяется_в_воде
Среди многих ключевых задач, над которыми работают химики, биохимики и материаловеды во многих лабораториях мира, есть задача получения устойчивых водных...
Adblock detector