Рассказывает Денис Карпов, младший научный сотрудник лаборатории гидрометаллургических процессов Института химии и химической технологии КНЦ СО РАН.
Беседу ведёт Наталия Лескова.
— Денис Вадимович, с чего началась ваша работа в области коллоидной химии?
— Над тематикой высококонцентрированных золей работали ещё до меня в лаборатории гидрометаллургических процессов. Мой коллега и соавтор Сергей Александрович Воробьёв получил золи серебра с концентрациями порядка полутора килограммов на литр. Там тоже высокостабильные золи. А вдохновителем работы по всем плотным золям, не только по серебру, стал наш бывший руководитель Юрий Леонидович Михлин. На тот момент уже были известны стабильные концентрированные золи на основе диоксида кремния, того самого, из которого состоит песок, только в данном случае частицы намного меньше — порядка 50 нанометров. Примерно в то же время, когда Сергей Воробьёв занимался серебром, я в рамках научно-исследовательской работы занимался золями оксида железа, а именно маггемита и магнетита. У меня тогда не получились стабильные концентрированные золи, но опыт работы был — я умел стабильно получать эти наночастицы, умел делать разбавленные золи.
— Золи — это разновидность коллоидных растворов?
— Существуют разные коллоидные системы, их классификация обычно строится на основе того, что и в чём распределено. Есть аэрозоли, состоящие из твёрдых частичек или крайне мелких капелек жидкости, которые равномерно распределены в газообразной фазе. Но нас в данном случае больше интересуют именно золи, представляющие собой те же твёрдые частицы или капельки жидкости, распределённые в жидкости-носителе. Если жидкой фазой выступает вода, то говорят о гидрозолях. В быту с такими золями мы встречаемся относительно редко, чаще сталкиваемся с суспензиями и эмульсиями, которые значительно отличаются. Золи, как правило, образованы значительно более мелкими частицами и гораздо стабильнее во времени — не выпадают в осадок. Яркий пример — золи золота, синтезированные Фарадеем, которые по сей день хранятся в музее Королевского института Великобритании. Фарадей изучал как раз коллоидное золото. Он брал соединение золота, тетрахлороаурат водорода, которое ещё называют «золотой кислотой», и восстанавливал его до металлического золота, используя соединения фосфора.
— Для чего он это делал?
— Фарадея в первую очередь интересовали оптические свойства полученных им растворов. В его времена считалось, что красный цвет таких систем обусловлен каким-то соединением собственно золота и двухвалентного олова, соединения которого использовались для получения коллоидного золота ещё до Фарадея. Собственно, он первым и показал на основании сходства оптических свойств тонкой золотой фольги и золей золота, что последние содержат не какое-то соединение золота, а мельчайшие золотые частички. Разумеется, теории, объясняющие, почему такие частички не выпадают в осадок, появились много позже, лишь в начале XX века. Ирония, правда, в том, что, согласно этим теориям, частицы в золях, напротив, должны слипаться и выпадать в осадок, потому что золи термодинамически нестабильны. Но вот кинетически они, как правило, очень устойчивы. Упомянутое коллоидное золото, приготовленное Фарадеем, за 150 лет до сих пор в осадок не выпало...
