При горении сигареты образуется более 4 тыс. различных соединений, в том числе мутагенных, токсичных и канцерогенных (последних около 60). Помимо газовых компонентов (оксида и диоксида углерода, цианистого водорода, аммония, нитробензола, ацетона, сероводорода и др.), в табачном дыме содержатся никотин и смолы (табачный деготь), а также ртуть, кадмий, стронций, полоний, таллий, свинец, мышьяк.

Китайские исследователи показали, что эффективно поглощать вредные вещества, образующиеся при курении, могут углеродные нанотрубки (Zhigang Chen, Lisha Zhang et al. // Appl. Surf. Sci. 2006. V.252. P.2933-2937) (они уже хорошо зарекомендовали себя для удаления фтора, свинца, кадмия из растворов - Углеродные нанотрубки удаляют из воды свинец // Природа. 2003. №2. С.82). В экспериментах использовали оксидированные трубки, полученные при каталитическом пиролизе пропилена и обработанные в концентрированной азотной кислоте. Их сравнивали со стандартными сорбентами - цеолитом NaY и активированным углем. “Курение” проводили автоматически в стандартных условиях. Главный поток дыма проходил через сорбенты, затем на фильтрах собирали конденсат и взвешивали его. Никотин и смолу анализировали методами газовой хроматографии и масс-спектрометрии.

Наиболее эффективно поглощали никотин (до 0.56 мг с каждой сигареты) и смолу (до 13 мг) нанотрубки, хотя их удельная поверхность (151 м2/г) гораздо меньше, чем у цеолита (766 м2/г) и активированного угля (904 м2/г). Дело в том, что искривленные трубки длиной от сотен нанометров до нескольких микрометров образуют агрегированные поры размером 3-40 нм (у цеолита и активированного угля размер пор 0.74 и 3-7 нм соответственно), поглощающие любые молекулы табачного дыма. Открытые (благодаря обработке азотной кислотой) нанотрубки становятся своеобразными контейнерами - их внутренние каналы и межслоевые пространства заполняются никотином и смолой. Часть вредных веществ адсорбируется на внутренней поверхности стенок, часть (главным образом полициклические ароматические углеводороды) - на внешней. По мнению исследователей, важную роль в повышении эффективности нанотрубок играет капиллярная конденсация.

Цеолит же, прекрасно сорбирующий молекулы нафталина и антрацена (их размер 0.73 нм), малоэффективен против никотина (0.78 нм) и многих компонентов смолы. У активированного угля размеры пор больше, чем у цеолита, но меньше, чем у нанотрубок, соответственно и по эффективности он находится между ними: цеолит задерживает 8.2% никотина и 41.3% смолы, активированный уголь - 34.5 и 60.6, а нанотрубки - 50.9 и 81.3.

Оптимальное количество нанотрубок в фильтре сигареты, по оценкам экспериментаторов, составляет 20-30 мг. Даже если стоимость сигареты с таким фильтром немного возрастет, польза для здоровья несомненно окупит эти затраты.

Итак, найдена новая область применения углеродных нанотрубок. Может быть, производители сигарет станут теперь спонсорами соответствующих научных исследований и разработок?

http://perst.isssph.kiae.ru/Inform/perst/6_09/index.htm