Канадские химики переработали раковины мидий нагревом и уксусной кислотой в губчатый «мягкий кальцит» с большой площадью поверхности. Новый материал смог адсорбировать фиолетовый кристаллический краситель и сырую нефть, причем масса впитываемого вещества оказалась сопоставима с собственной массой губки. Статья опубликована в сайте Matter.
При употреблении съедобных мидий (Mytilus edulis) остаются их раковины, богатые карбонатом кальция в двух формах — гибкий кальцит и прочный арагонит (из него и органического каркаса состоит перламутр). Применение раковин в качестве источника карбоната кальция разнообразно. Их добавляют в еду курицам-несушкам и бройлерным цыплятам для улучшения качества яиц и большего набора веса. Также они находят применение в известковании кислых почв и строительстве. Однако есть польза и от их иерархичной природной структуры — обработанные раковины используют в качестве биофильтра для очистки сточных вод от некоторых тяжелых металлов вроде свинца, кадмия и цинка, или для поддержания необходимого уровня pH в аквариумах.
Дженнифер Мёрфи (Jennifer N. Murphy) с коллегами из Мемориального университет Ньюфаундленда решили улучшить процесс переработки раковин съедобных мидий в эффективный адсорбент с большей площадью поверхности. При этом их способ получения сорбентов получился куда дешевле искусственных полимеров и углеродных материалов. Для этого они нагревали ракушки при 220 градусах Цельсия в течение двух дней, а затем дважды обрабатывали пятипроцентной уксусной кислотой и промывали водой.
В ходе реакции получался не только «мягкий кальцит», но и ацетат кальция, который используется в пищевой промышленности в качестве регулятора кислотности E263. Итоговый высушенный материал по плотности и прочности сравним с сахарной ватой. Ученые решили проверить его адсорбирующие свойства на красителе фиолетовом кристаллическом (например, просто перетертые раковины адсорбируют на себе бриллиантовый красный).
И хотя поглощение оказалось невелико — один процент по массе — его можно использовать последовательно с промыванием мягкого кальцита метанолом. А после сорбции тканевого красителя, который намеренно делают сложно выводимым, материал был очищен простым нагреванием до 500 градусов в течение десяти минут.