Проект КП-06-Н69/8 – 2023г.
Ръководител: доцент д-р Христо Пенчев
Базова организация: Институт по полимери – БАН
Партньори по проекта:
Институт по минералогия и кристалография – БАН, доц. д-р Катерина Захариева
Институт по обща и неорганична хими – БАН, доц. д-р Ирина Стамболова
Начало: 03.07.2023 г.
Продължителност: 36 месеца
Финансираща организация: Фонд „Научни изследвнаия“
Описание на проекта:
Проблемите произтичащи от замърсяване на околната среда все по-категорично поставят въпроса за търсене на нови алтернативни материали и подходи свързани с подобряване на качеството на живот. В рамките на националната стратегия за научни изследвания 2017-2030 – основната подкрепа за фундаментална наука е насочена към обвързване със социално значими сфери – храни, здраве, биоразнообразие, градска среда, транспорт и др. В тази връзка проектът ще бъде насочен в търсене на нови полимер-хибридни материали с едновременно повишена фотокаталитична активност за деструкция на органични замърсители в отпадни води и от друга страна с изразени антимикробни и самодезинфекциращи свойства. Комбинацията от полимери със спрежение с наночастици създава възможност за получаване на нови хибридни материали с широк спектър на приложение. Чрез контролиране на състава, размера на нанофазата и химичната/физична връзка между органичните и неорганични фази се получават хибридни нанокомпозити с желани термични, електрични, оптични, механични и биологични свойства. Такъв тип композити са интензивно изследвани напр. при литиево-йонните батерии, слънчеви панели, горивните клетки и др. Композитите на основата на метални- и полупроводникови метал-оксидни наночастици и електрон-проводящи въглеродни наноструктури вградени в полимерни структури като тънки филми, покрития и прахове притежават и изразени антибактериални свойства като намират приложение в производството на хранителни опаковки, третиране на текстилни материали с цел инхибиране на бактериалния растеж и др. Метали и метални оксиди, които често се използват като антимикробни агенти са напр. сребро (Ag), цинков оксид (ZnO), титанов диоксид (TiO2), алуминиев оксид (Al2O3), железни оксиди (Fe3O4, Fe2O3) и др. Проводящите полимери включващи основно полиароматни хетеро-въглеводороди със спрежение и метални оксиди са добри електронни донори под действието на светлина. В последните години е много актуален въпроса с изследването на фотокаталитичните свойства на хибридни нанокомпозити на основата на полимер и неорганични оксиди за пречистване на замърсени с текстилни багрила води чрез фото каталитичен процес на тяхното химично разграждане.
В настоящия проект като основен обект на изследвания е заложено получаването и охарактеризирането на нови полимер-хибридни материали на основата на полимери със спрежение от групата на полибензимидазолите (ПБИ), полифенилацетилените (ПФАц) и полианилин (ПАНИ) с еx situ/in situ включени метал-оксидни и въглеродни наночастици с модулиран фотокаталитичен потенциал. Материалите се получават под формата на тънки филми/покрития, прахове, порести мембрани и нановлакна с висока развита повърхност и комбинация от хеми-/физична сорбция на моделни замърсяващи водите текстилни багрила с протичането на активен процес на фотокаталитично генериране на реакционоспособни радикали, водещи до химичното разграждане на целевите замърсители и пречистване на отпадните води, едновременно с това и до тяхното обеззаразяване от потенциално опасни микроорганизми. Акцент се поставя върху използването на зелен синтез при получаването на метал-оксидните катализатори чрез получаването им в присъствие на различни растителни екстракти и полимерни стабилизатори както и зеления микровълново-опосредстват синтез на полибензимидазоли (напр. АБ-ПБИ) и композити.