Шунгит в аквариуме и таинственные фуллерены!

Шунгит в аквариуме и таинственные фуллерены!

Шунгит в аквариуме и таинственные фуллерены

Так сложилось, что наше аквариумное сообщество скептически относится к любой аквариумной продукции, которая предлагается рынком. Скепсис распространяется на все, будь-то: альгициды, стартовые препараты, наполнители для фильтров, корма, удобрения и т.д.

«Доверяй, но проверяй» — гласит народная мудрость! Поэтому нет никаких проблем, в том, что аквариумисты сомневаются. Проблема заключается в другом, в том, что никто как раз не стремится проверить, не вникает глубоко в суть вопроса.

Проблема заключается еще и в том, что аквариумные форумы пестрят поверхностно-субъективной информацией.

К тому же, «Сколько людей, столько и мнений». Как нигде — это высказывание верно, применительно к аквариумистике. Для одного человека акваскейп — сложный растительный аквариум, например, из почвопокровных растений, а для другого акваскейп — выращенное ведро роголистника, которое не менее достойно высшей IAPLC-награды.

Озвученные аспекты приводят к тому, что суть всех аквариумных диалогов на форумах сводятся к фразам: «Прикольный камушек, но никакой пользы или вреда я от него не заметил» — ни вашим, ни нашим, как-то так =) А что собственно должно происходить от добавления «камушка»? Рыбы должны улыбаться, на эхинодорусах должны вырасти бананы?

Складывается такое впечатление, что все ждут от «камушка» чуда, забывая о том, что аквариум – это сложная биологическая система, которая требует разнопланового, сбалансированного внимания. Нельзя ждать вау-эффекта от любого вещества/препарата, если элементарно не налажена база: освещение, фильтрация, аэрация и т.д. Другими словами, все должно работать комплексно и сбалансировано.

Недавно мы рассмотрели вопросы применения цеолита и турмалина в аквариуме. В полной мере расписали их свойства и задачи. В этой статье, мы поговорим с вами о шунгите – камне, который, пожалуй, вызывает наибольшее недоверие у аквариумистов.

Это недоверие усугубляется тем, что из коммерческих побуждений свойства шунгита гиперболизированы. Наберите в Яндексе «шунгит» и вы многое узнаете о супер-целебных свойствах воды, которая настояна на шунгите, узнаете также о шарах и пирамидах из шунгита… Как человечество вообще выжило без них непонятно =)

Шунгит в аквариуме и таинственные фуллерены

К сожалению, шунгит постигла та же участь, что и турмалин. Коммерсанты, целители, маги и колдуны напустили такого туману и так намутили, что у нормального человека, безусловно, возникнет скептицизм. Но ведь есть, есть же научная информация – есть книги, диссертации, лабораторные исследования шунгита. Давайте же обратимся к ним!

Шунгит (по поселку Шуньга, Карелия, РФ) – природный минеральный адсорбент, промежуточный продукт между аморфным углеродом и кристаллическим графитом, содержащий углерод (30 масс. %), кварц (45 масс. %) и силикатные слюды (около 20 масс. %). Шунгитовый углерод по последним данным представляет собой окаменевшее вещество органических донных отложений высокого уровня карбонизации углерода с содержанием фуллереноподобных регулярных структур от 0,0001 до 0,001 мас.%.

Первоначально шунгит использовался, в основном, в качестве наполнителя и заменителя кокса в доменном производстве высококремнистого литейного чугуна, при выплавке ферросплавов, в производстве термоустойчивых красок и антипригарных покрытий, а так же, как наполнитель при производстве резины. Впоследствии обнаружились другие ценные свойства шунгитовых пород – сорбционные, бактерицидные, каталитические, восстановительные свойства, а также способность шунгита экранировать электромагнитные и радио излучения. Эти свойства позволили использовать шунгит в различных отраслях науки, промышленности и техники для создания на его основе самых различных материалов с наномолекулярной структурой. На основе шунтита созданы электропроводные краски, наполнители полимерных материалов и резин, заменители сажи и технического углерода бетоны, кирпичи, штукатурные растворы, асфальты, а также экранирующие элекромагнитное и радиоизлучение материалы и материалы, обладающие биологической активностью.

Шунгит в аквариуме и таинственные фуллерены

Сорбционные, каталитические и восстановительные свойства шунгита способствовали его использованию в водообработке для очистки сточных вод от многих неорганических и органических веществ (тяжелые металлы, аммиак, нефтепродукты, пестициды, фенолы, поверхностно-активные вещества и др.). Кроме этого, шунгит является эффективным сорбентом для очистки водопроводной воды от хлора и хлорорганических веществ (диоксинов, радикалов), обладает бактерицидными свойствами по отношению к патогенной микрофлоре в воде. Воды, выходящие из шунгитовых пластов, обладают лечебными свойствами.

Высокий спектр свойств шунгитовых пород и уникальная структура фуллеренсодержащего природного минерала шунгита определяет поиск новых областей применения этого минерала в науке и технике, что способствует более глубокому изучению структуры шунгита с помощью современных методов анализа.

Читать еще:  Подачи СО2 в аквариум: способы, виды, нюансы

Структурные свойства и состав шунгита:

По структуре шунгит представляет собой аллотропную форму метастабильного углерода, находящегося на предграфитовой стадии углефикации. Кроме углерода (C 30%) в состав шунгита, добываемом из Зажогинского месторождения в Карелии, входят SiO2 (57,0 масс. %), TiO2 (0,2 масс. %), Al2O3 (4,0 масс. %), FeO (0,6 масс. %), Fe2O3 (1,49 масс. %), MgO (1,2 масс. %), MnO (0,15 масс. %), К2О (1,5 масс. %), S (1,2 масс. %)

Шунгиты различаются по составу минеральной основы (алюмосиликатной, кремнистой, карбонатной) и количеству шунгитового углерода. Шунгитовые породы с силикатной минеральной основой подразделяются на малоуглеродистые шунгитсодержащие (до 5 масс.% С), среднеуглеродистые шунгитистые (5–25 масс.% С) и высокоуглеродистые шунгитовые (25–80 масс.% С).

Медоса шунгит фото

Итак, что мы имеем?! По сути, шунгит – это разновидность угля. Но что же его отличает, скажем от аквариумного активированного угля? А отличает их механизм адсорбции. Природный шунгит, уступая активированному углю лишь низкой пористостью и внутренней поверхностью.

По данным исследований, выполненных во Всероссийском научно-исследовательском институте минерального сырья им. Н.М. Федоровского по эффективности шунгит проигрывает активированному углю на первом этапе фильтрации, в течение первых 24 часов, в дальнейшем шунгит начинает очищать воду с более высокой и постоянной скоростью. Это объясняется каталитическими свойствами шунгита и способностью каталитически окислять сорбируемые на его поверхности органические вещества из воды.

Исследования антиоксидатных свойств шунгита по отношению к хлорорганическим соединениям и свободным радикалам показали, что шунгит выводит свободные радикалы из воды в 30 раз эффективнее, чем активированный уголь. Это является очень важным обстоятельством, поскольку свободные радикалы, образующиеся при обработке воды хлором и его производными, оказывают негативное влияние на живые организмы и являются причиной многих заболеваний.

Шунгит адсорбирует на своей поверхности до 95 % загрязнителей, включая хлорорганические соединения, фенолы, диоксины, тяжелые металлы, радионуклиды и др., устраняет мутность и цветность воды.

Шунгит в аквариуме

Многим людям шунгит известен как минерал, способный насыщать обычную воду полезными микроэлементами, превращая ее в так называемую «живую воду», обладающую целебными свойствами.

Внешне минерал шунгита очень похож на каменный уголь, так как представляет собой горную породу черного цвета, с графитовым блеском.

По мнению ученых, возраст шунгита около 2 млрд лет.

Большие залежи шунгита расположены на территории Заонежского полуострова и вокруг северной оконечности Онежского озера.

Свое название минерал получил по имени посёлка Шуньга, находящегося вблизи одного из месторождений в Карелии.

Полезные свойства шунгита известны уже не одно столетие.

Еще в древности люди заметили, что в местах где залежи шунгита выходят на поверхность земли, вода омывающая породу приобретает особые лечебные свойства.

С помощью такой воды лекари быстро залечивали раны полученные воинами в многочисленных сражениях того времени.

Как оказалось шунгит обладает уникальными сорбционными, каталитическими и бактерицидными свойствами.

Биологически активный шунгит способен полностью очистить воду зараженную кишечной палочкой и вибрионом носителя холеры.

Он успешно дезактивирует примеси различных тяжелых металлов, нейтрализует большое количество вредных азотных соединений, поглощает высокочастотное электромагнитное излучение.

Учеными было установлено, что «живую воду» делают таковой особые вещества, получившие название фуллерены, природным источником которых и является шунгит.

Фуллерены представляют собой сферические частицы состоящие из большого количества атомов углерода, другими словами это одна из геометрических форм состояния углерода.

Фуллерены образуются в результате воздействия высокой температуры на углеродсодержащие соединения. В результате чего слоистые углеродные частицы превращаются в сферические.

Именно такая структура и обеспечивает максимально высокую биологическую активность данного соединения.

Содержание фуллеренов в воде контактирующей с шунгитом очень мало, но благодаря высокой биологической активности они оказывают существенное влияние на ее свойства.

Химический состав шунгита (масса в %):

Фуллерены

Логика этих рассуждений, очевидная для каждого химика, блестяще подтвердилась. В шунгите были действительно обнаружены уникальные биологически активные вещества, причем совершенно не похожие на обычную органику — впрочем, и на неорганику тоже.

Это были Фуллерены — пустотелые шарообразные молекулы из нескольких десятков или сотен атомов углерода.

Фуллерены необычны во всем, начиная с истории их открытия.

Сначала Фуллерены были открыты на кончике пера — по расчетам ученых, пустотелые углеродные «мячики» из 60 и более атомов были вполне стабильны, но никто не знал, как их получить и где искать.

Поэтому впервые Фуллерены были обнаружены вне Земли, и только потом «спустились с небес на грешную землю». А было это так. После того как химики-теоретики рассчитали спектры тогда еще гипотетических Фуллеренов, астрономы обнаружили заранее предсказанные характерные спектральные линии Фуллеренов в космосе — в атмосферах углеродных звезд.

Читать еще:  Окситетрациклин для лечения аквариумных рыб

На Земле Фуллерены были впервые получены в пламени электрической дуги. Когда выяснилось, что Фуллерены содержатся в шунгите, первооткрыватели Фуллеренов, получившие, кстати, за свое открытие Нобелевскую премию, долго в это не верили — пока не исследовали присланные из России образцы шунгита. И оказалось, что в водорастворимой части шунгита содержится чуть ли не процент Фуллеренов — впервые обнаруженных буквально за десятки световых лет от Земли!

Кстати, открытие Фуллеренов во многом напоминает открытие знаменитым физиком Уильямом Рамзаем гелия (в переводе с греческого гелий — «солнечный»). Сначала яркую спектральную линию гелия Рамзай обнаружил в солнечном спектре, и только потом заметные количества гелия были найдены в попутных нефтяных газах некоторых месторождений.

Чем интересны Фуллерены? По своему строению это пустотелые «футбольные мячи» из углерода, поверхность которых «сшита» из смежных углеродных шестигранников, образующих сплошную сетчатую оболочку.

Свое название Фуллерены получили в честь архитектора Фуллера — автора похожего на молекулу Фуллерена сферического павильона, собранного из плоских многоугольников, построенного на всемирной выставке ЭКСПО-67.

Те, кто еще не забыл школьный курс химии, могут представить один атомный слой углерода, отделенный от кристалла графита и сшитый в виде полого шарообразного мешка. И действительно, своими свойствами Фуллерены во многом напоминают графит. Во многом, но не во всем. Как и графит, Фуллерены достаточно инертны, в массе имеют черный цвет. Но, в отличие от графита, Фуллерены способны в неизменном виде растворяться в воде и органических растворителях, а также встраиваться в поверхность клеточных мембран.

Углеродные шары Фуллеренов — иначе их называют углеродными глобулами, или кластерами — могут быть самых различных размеров и содержать от 60 до нескольких сот атомов углерода. В 1999 году российские ученые ухитрились получить многослойные Фуллерены, напоминающие матрешку: большой сферы из 560 атомов, в которую встроены два меньших шара из 240 и 60 атомов. Открыты и трубчатые разновидности углеродных кластеров — тубулены.

Но самое интересное в Фуллеренах — не форма, а содержание. Та самая пустота, которая остается в середине «футбольного мяча». Потому что в эту пустоту можно при желании поместить все, что угодно, — от газов до фрагментов генетического кода. Чем, собственно, и занимаются физики, химики и биологи.

Физики используют Фуллерены для создания органических солнечных батарей, химических лазеров и «молекулярных компьютеров», а также материалов с высокотемпературной сверхпроводимостью.

Химики используют Фуллерены в качестве нового типа катализаторов и адсорбентов, обещающих самые радужные перспективы.

А биологи и фармакологи используют шары Фуллерена для доставки внутрь клетки и размещения на поверхности клеточных мембран самых различных веществ, включая антибиотики, витамины и гормоны, в том числе фрагменты генокода при создании трансгенных животных и растений. Одним словом, «фаршированные» Фуллерены, включив в свою внутреннюю полость другие молекулы, приобретают совершенно новые свойства!

При этом цена синтетических Фуллеренов, получаемых в пламени гелиевой дуги, вполне приемлема.

Что касается проблемы шунгита, то для нас важно не только наличие в нем Фуллеренов, но и «начинка» фуллереновых молекул, определяющая их биологические свойства.

Так что вполне возможно, что основная живительная сила шунгита заключена не только в Фуллеренах как таковых — несмотря на Нобелевку, звучное название и, скажем прямо, научную моду.

Не надо забывать о самом органоминеральном комплексе шунгита — той фантастически разнообразной смеси сложных органических веществ, составляющей 97-99 % водорастворимой органики шунгита, которая выходит в раствор вместе с Фуллеренами и определяет их свойства.

Органоминеральный комплекс шунгита — результат химической эволюции живой материи, погребенной 2 миллиарда лет назад. Если химический анализ летучей органики делать легко — чем меньше атомов, тем меньше возможных комбинаций, то естественные смеси молекул, состоящих из нескольких десятков атомов углерода и полученных в результате химической эволюции, содержат, строго говоря, сотни тысяч и миллионы индивидуальных веществ, отличающихся друг от друга на один атом и более. Соответственно, и концентрация этих веществ исчезающе мала — по сути дела, из смеси можно выделить лишь более или менее узкие фракции похожих молекул. А ведь биологическая активность веществ может резко меняться за счет только одного атома.

В шунгит входят и элементоорганические соединения, в которых углерод связан с фосфором, кремнием и другими макро- и микроэлементами, — причем биоактивность этого класса веществ особенно высока и специфична.

Читать еще:  Параметры аквариумной воды: жесткость, pH и другие

Возьмем ту же кремнийорганику. Экспериментально установлено, что отсутствие в питании кремния — точнее, кремнезема и его производных — приводит к нарушениям развития — отсутствию шерсти, ослаблению и искривлению костей, дистрофии и т. д. хотя в основном обмене веществ кремний вроде бы и не участвует. С другой стороны, ряд кремнийорганических веществ обладает ярко выраженной биологической активностью.

Например, впервые синтезированные у нас силатраны — мивал, мигутен, крезацин, — известные в основном как стимуляторы роста растений, имеют противораковую активность, стимулируют рост волос.

Мивал сегодня применяют для борьбы с облысением (наружно) и как добавку в корм на зверофермах — для лучшего роста и качества шерсти и, кстати, для усиления размножения норок и лисиц.

Активный кремний содержится в ряде растений, часто определяя их фармакологические свойства. Много активного кремния содержится в полевом хвоще, березовом соке и березовых почках, действующих как диуретики. И в этом они сходны с шунгитом, также стимулирующим почки. Так может быть, дело в активном кремнии?

Все это хорошо, но наличие в смеси элементоорганики дополнительно усложняет проблему полного химического «анализа шунгита, не говоря уже о том, что химический анализ слишком мало говорит о биологических свойствах компонентов.

Элементный состав шунгита или его растворимой части — не проблема. Выпариваем раствор, взвешиваем осадок, сжигаем его в определенном объеме кислорода, после чего анализируем золу. И узнаем, что в водном (или эфирном — чтобы отделить неорганическую, солевую составляющую) экстракте шунгита содержится столько-то процентов углерода, столько- то водорода — и так далее по всей таблице Менделеева Только там, где речь идет о биологически активной органике, этот метод не даст ничего, кроме новых вопросов. Точно так же ничего не даст элементный анализ любого лекарственного препарата, не говоря уже о более сложной смеси.

Таким образом, классический для химии и фармакологии подход — сначала разделить смесь на индивидуальные вещества, а потом определить их строение, изучить биологические свойства и выделить «действующее начало» — так, например, были открыты витамины, — для органоминерального комплекса шунгита нереализуем даже теоретически.

Как шутят биохимики, «элементный состав собаки и ее хозяина практически неотличим: истина — в деталях».

Но уже сам факт того, что шунгит содержит заметное количество сложной водорастворимой органики, прямо указывает на его биологическую активность.

Так что задача «полного и окончательного химического исследования шунгита» весьма проблематична, а потому «тайна шунгита» существовала и будет существовать, что, впрочем, не должно мешать его применению. Как говорят китайцы, «невыразимое в словах неистощимо в действии».

Впрочем, сложную смесь биоактивной органики содержит не один шунгит. Мумиё — такой же сложный органоминеральный комплекс, не поддающийся полному химическому анализу и не имеющий ярко выраженного действующего начала. Как и в шунгит, еще не так давно многие отказывались верить в мумиё. Фармакологи требовали точную химическую формулу действующего начала мумиё — ведь все искусственные препараты, например, те же антибиотики, состоят из одинаковых молекул точно известной структуры. А тут.

Но пока шли споры об официальном признании мумиё, практические врачи активно применяли его на свой страх и риск. Поворотным пунктом в признании мумиё стал случай, когда малоизвестный тогда врач из Кургана Гавриил Илизаров взялся за безнадежное дело — лечение знаменитого прыгуна в высоту Валерия Брумеля, вдребезги разбившего ногу при падении с мотоцикла. После длительного лечения, в ходе которого было сделано несколько уникальных хирургических операций, Валерий Брумель смог приступить к тренировкам и даже прыгнуть на норму международного мастера. Но для нас важно, что в ходе лечения Илизаров использовал свыше 2000 граммов мумие, без которого срастание костей и восстановление функций ноги было бы невозможным.

В конце концов «проблема мумиё» решилась просто — пришлось изучить фармакологические свойства мумиё как такового — не отдельных компонентов, а всего органоминерального комплекса. Главное, что реальные фармакологические свойства мумиё оказались действительно уникальными, — скорость срастания костей увеличивалась в полтора раза. Вот так до сих пор не изученное до конца мумиё вошло в официальную фармакопею как смесь с «характерным запахом и вкусом». Сегодня мумиё, которое в 1970-е годы считалось знахарским средством и продавалось из- под полы за бешеные деньги самими медиками, свободно продается в аптеках.

Примерно так же — от использования лечебного метода к его объяснению и официальному признанию — развивается история медицинского и оздоровительного применения шунгита.

Источники:

http://fanfishka.ru/akvariumnye-stati/poleznye_sovety_po_soderzhaniyu_rybok/1892-shungit-v-akvariume-i-tainstvennye-fullereny.html
http://akvarium-online.ru/oborudovanie/shungit-v-akvariume.html
http://argo-tema.ru/article-1784.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector