Наноматериал Шунгит с углеродом и фуллеренами. Шунгитовая вода

проф. Игнат Игнатов
2021 г.

Резюме

Минерал шунгит относится к новому поколению природных наноминеральных сорбентов (НМС). Свое название шунгит получил от поселка Шуньга в Карелии, расположенного на берегу Онежского озера.Там находится единственное на территории Российской Федерации месторождение полезных ископаемых Зажогинский.
Шунгит представляет собой промежуточную форму между аморфным углеродом и кристаллом графита, содержащим углерод (C), диоксид кремния (SiO2). Углерод шунгита – это окаменевший органический материал из отложений с высоким уровнем карбонизации.
Шунгит состоит в основном из углерода и кремния. В зависимости от содержания углерода (C) минерал из Карелии бывает низкоуглеродистым (5% C), среднеуглеродистым (5-25% C) и высокоуглеродистым (25-80% C) (Джушкин, 1994). Шунгит, с которым мы работаем, является высокоуглеродистым с содержанием углерода (35% C) и кремнезема (SiO2) на 51%. Сумма (C+ SiO2) в шунгите составляет (86-88%) (Мосин, Игнатов, 2012).

Вступление

Фиг 1. Фулерен (1 а) и фулерени в шунгита с размери 10-30 nm (фиг. 1 б).
Рис. 1. Фуллерен (1 а) и фуллерены в шунгитах размером 10-30 нм (рис. 1 б).

В основе шунгитового углерода лежат полые углеродные многослойные сферические глобулы фуллерена. Глобулы имеют диаметр 10-30 нм. Наноматериалы имеют размер частиц до 100 нм. Шунгитом называют наноматериал с углеродом. Одна из особенностей минерала из Карелии – содержание фуллеренов. Фуллерен – это молекула, полностью состоящая из атомов углерода в форме сферы или цилиндра. Фуллерен был открыт в 1985 году как аллотропная форма углерода (рис. 1 а). За свое открытие Крото, Смоли и Керл получили Нобелевскую премию по химии. В 2000 году Резников и Полеховский использовали дифракцию электронов для захвата фуллеренов в шунгитах размером 10-30 нм (рис. 1б).

В 2011 году Гао и соавторы продемонстрировали благотворное влияние воды, прошедшей через фуллерены, на организмы. В 2012 году было проведено интересное исследование о том, что фуллерены продлевают жизнь белых мышей (Баати и соавторы , 2012). Результаты подтверждены и в других лабораториях (Гуляр, Тамарова, 2018) (Шитиков и соавторы, 2021).

Многослойные сферические глобулы углеродного фуллерена в шунгите составляют 0,001% масс. Как основа наноструктур они имеют эффекты.

Результаты

В таблице 1 показан химический состав шунгита Зажогинского месторождения полезных ископаемых, Российская Федерация, для очистки воды в%.
Документ о безопасности: Паспорт безопасности материала (TY 5714-007-12862296-01), ООО «Научно-промышленный комплекс« Шунгит ». Российская Федерация, Республика Карелия.

Таблица 1. Химический состав шунгита Зажогинского месторождения полезных ископаемых для очистки воды в% (мас. / мас.)

Химический компонент Содержание,% (мас./мас.)
1 С 35.0
2 SiO2 51.0
3 TiO2 0.2
4 Al2O3 3.3
5 FeO 2.8
6 MgO 1.2
7 CaO 0.3
8 Na2O 0.2
9 K2O 1.5
10 S 1.5
11 H2O 3.0 крист

В аккредитованной лаборатории «Евротест Контроль» ЕАД проводились испытания химически чистой деионизированной воды, проходящей через шунгитовый фильтр. Документ № 5579 от 28.07.2021 г. (Приложение 1). Результаты Постановления № 9 от 16.03.2001 о качестве воды питьевого и хозяйственного назначения показывают, что все показатели в норме.
В 2014 году Мосин и Игнатов с помощью спектрального анализа показали, что шунгитовая вода обладает противовоспалительным действием.
В 2018 году Фишер с соавторами доказали, что шунгит адсорбирует цинк (Zn). Есть результаты с марганцем (Mn), железом (Fe) и другими. (Олюник и соавторы, 2019) (Рожков, Рожкова, 2021).
В качестве сорбента минерал из Карелии воздействует на аммиак, азот, нитраты (Мельник, Тамила, 2011), нитриты (Muste et al., 2021). Свойства шунгита как сорбента в загрязненной воде показаны в различных исследованиях (Копилова, Болгова, Клейменова, 2019) (Аубакирова и соавторы, 2020).
Были показаны еффекты при загрязнении спиртом и алкогольной продукцией (Мельник и соавторы, 2017), твердыми адсорбентами (Мосин, 2014).
Научные исследования показывают, что выделение тяжелых металлов (никеля (Ni), кадмия (Cd), свинца (Pb) и др.) Возможно только при температурах от 1200 до 1400 ° C (Мосин, Игнатов, 2013).

Shungite water, ООО «Шунгит Экспорт», Shungite Export Ltd,
photo: Alexander Ignatov
Shungite water,
ООО «Шунгит Экспорт»,
Shungite Export Ltd,
photo: Александър Игнатов
Показани са ефекти с шунгит при метаболизъм (Папуниди, Семьонов, Кадиков, 2018). Намаляването на тежките метали е полезно при детоксикация (Сажо и съавтори, 2017) (Игнатов, 2018).
Результаты с минералом шунгитом были получены в микроорганизмах, растениях и животных. Растения и животные – это независимые индикаторы, отражающие чистые эффекты.
Исследование Ким, Ку и Ли, проведенное в 2020 году, показало влияние шунгита на огурцы. Есть результаты с луком (Иконен и соавторы, 2021) и водорослями (Шанина, Вушев, 2011). Есть положительные результаты по лактозе у животных – овец (Боголюбова, Романов, Девяткин, 2015) (Фомичев и др., 2020), коров (Боголюбова, Романов, Багиров, 2021), крупного рогатого скота (Синева, 2014). Показано влияние при шунгите на обмен веществ (Папуниди, Семенов, Кадиков, 2018). Снижение содержания тяжелых металлов полезно при детоксикации (Сажо и соавторы.,2017), (Игнатов, 2018).
В 2021 году Попова и Игнатов провели микробиологические исследования шунгитовой воды. Исследование проводилось на золотистом стафилококке и кишечной палочке. У стафилококков на 65% и у кишечной палочки на 100% уменьшаются бактерии, на которые наносится шунгитовая вода. Эффект изучался после 36 часов лечения шунгитовой водой. Доказательством эффекта является то, что он сильнее, чем 24 часа лечения.
Шунгит обладает антиоксидантными свойствами. Использование шунгита снижает количество активных форм кислорода (АФК). Были проведены исследования кожи с УФ-излучением (Сажо и соавторы, 2017). Актуальное исследование 2021 года, проведенное Скрипником и соавторами, показывает антиоксидантные свойства минерала из Карелии. Бураса и Керна доказывают противоопухолевое действие шунгита. В 2014 году Мосин и Игнатов показали, что шунгитовая вода подавляет развитие опухолевых клеток на молекулярном уровне.
В 2018 году группа болгарских учёных Тошкова, Глучев, Игнатов, Цветкова провела лабораторное исследование того, что определенный вид воды обладает противоопухолевым действием. Это электрохимически активированная каталитическая вода (вода Католит). Исследование проводилось на опухоли у хомяков. Статья была опубликована в Болгарском журнале общественного здравоохранения Министерства здравоохранения. В 2015 году Игнатов, Мосин, Глучев и соавторы показали, что каталитическая вода подавляет развитие опухолевых клеток на молекулярном уровне.

Выводы

Применение процедур с шунгитом и шунгитовой водой в России – традиция. В Карелии в профилактических центрах проводятся оздоровитеьные и лечебные процедуры – ванны, компрессы, массажи и стоунтерапия.
Научные исследования показывают, что шунгитовая вода влияет на здоровье. С минералом из Карелии воду можно фильтровать и очищать. Шунгит обладает способностью очищать воду от органических компонентов, металлов и бактерий. Проходя через фуллереновые структуры минерала, вода реструктурируется, оказывая положительное противовоспалительное и антиоксидантное действие.

shungitemb.jpeg
Шунгит

Доказанные химические эффекты шунгита и шунгитовой воды:
1. Уменшение ионов тяжелых металлов – марганца, железа, цинка и др .;
2. Фтор;
3. Этанол и алкогольная продукция;
4. Нитриты;
5. Нитраты;
6. Аммиак;
7. Азот.

Биологические эффекты шунгита и шунгитовой воды:
1. Противовоспалительные;
2. Антиоксидантные;
3. Улучшение обмена веществ;
4. Антибактериальные.

Проф. Д-р Игнат Игнатов е автор более 500 научных статей, он был процитирован более 8000 раз в Google Scholar и включен в мировые энциклопедии.

Исследовательские проекты реализованы со следующими странами – Болгария, Австрия, Германия, Швейцария, Дания, Швеция, Чехия, Словакия, Венгрия, Греция, Франция, Великобритания, Россия, США, Чили, Аргентина, Румыния, Япония, Южная Корея.

Профессор Игнат Игнатов автор 23 научных статей на тему шунгита.
Он занимает второе место в мире по количеству цитирований в научной литературе на тему шунгита.
Некоторые из них являются общими для свойств цеолита.
Его цитируют на тему шунгита в России, Германии, США, Японии, Южной Корее, Казахстане, Китае, Украине, Словакии, Словении, Сербии.
Проф. Игнатов цитирован в Ministry of Northern Development And Mines in Toronto, Canada.
Автор цитирован доктором Уилсона в Healthline Healthline (США) о пользе шунгита.
Он цитируется в yourwatermatter (Канада), в прямом эфире (Канада), shungite.com (США). Elibrary.ru (Россия), znanium.com (Россия), aquafans (Болгария).

PDF

Научные публикации, цитируемые в статье:

1.Юшкин Н.П. (1994) Глобулярная супрамолекулярная структура шунгита: данные сканирующей туннельной микроскопии, отчеты. Акад. Науки СССР, т. 337, № 6, стр. 800–803
2. Андриевский Г.В., Брусков В.И., Тихомиров А.А., Гудков С.В. (2009) Особенности антиоксидантного и радиозащитного действия наноструктур гидратированного фуллерена C60 in vitro и in vivo, Свободнорадикальная биология и медицина, № 47, стр. 786–793.
3. Kroto HW, Heath JR, O‘Brien SC C60 (1985) Бакминстерфуллерен, Nature, т. 318, стр. 162–168.
4. Резников В.А., Полеховский Ю.С. (2000) Аморфный углерод шунгита – естественная среда для фуллерена, Письма в технической физике, т.26, №15, стр. 689–693.
5. Gao J. Et al. (2011) Полигидроксифуллерены (фуллеролы или фуллеренолы): положительное влияние на рост и продолжительность жизни в различных биологических моделях, Plos One. 6. Baati, T. Et al. (2012) Продление жизни крыс путем многократного перорального введения [60] фуллерена, Биоматериалы, т. 33, № 19, стр. 4936-4946.
7. Гуляр, С.А., Тамарова, З.А. (2018) Влияние многомесячного воздействия света со смещенным диапазоном волн и частичной гиперполяризацией фуллерена на состояние пожилых мышей, Journal of US-China Medical Science т. 15, стр. 16-25.
8. Шитиков Д. и др. (2021) Влияние длительного лечения фуллеренами C60 на продолжительность жизни и состояние здоровья мышей CBA / Ca, исследования омоложения. 9. Фишер, А.Р. и др. Цинк (II) (2018) Адсорбция низкоуглеродистым шунгитом: влияние pH, вода, 10, No. 4, стр. 422.
10. Аубакирова Р. (2020) Сорбционная экстракция ионов тяжелых металлов из сточных вод природными и синтетическими сорбентами, Труды химической инженерии, т. 81, стр. 343-348.
11. Скрыпник Л. И др. Исследование антиоксидантной, цитотоксической активности и адсорбционных свойств карельского шунгита физико-химическими методами, Антиоксиданты. т.10, № 7. 12. Папуниди К. Х., Семенов Е. И., Кадиков И. Р. (2018) Ветеринария и кормление. №2, стр. 71-74.
13. Melnik, L. и др. (2014) Водно-спиртовая адсорбционная очистка от высших спиртов шунгитом, Процессы и оборудование пищевых производств, т. 2, № 2, стр. 312-317.
14. Ковалевский В.В. (1994) Структура шунгитового углерода , Химия естественной графитизации. т.39, стр. 28–32.
15. Ковалевский В.В., Бусекб П.Р., Коули Дж. М. (2001). Сравнение углерода в шунгитовых породах с другими природными углеродами: исследование с помощью рентгеновских лучей и ПЭМ. Углерод, т.39, стр. 243–256.
16. Sajo, JE et al. (2017) Антиоксидантные и противовоспалительные эффекты шунгита против повреждения кожи, вызванного ультрафиолетовым излучением B, у голых мышей, окислительная медицина и клеточное долголетие.
17. Даниэль Дж. Бурасса, Д. Д., Керна, Н. А., Будут ли фуллерены, подобные луковице, нанокарбонам (NOLF) играть решающую роль в будущем молекулярной медицины? Часть 1. Основы фуллеренов: теоретическое применение NOLF в квантовых клетках, наномедицине и нанонауных исследованиях, т. 3, № 5, стр. 1-9.
18. Тошкова Р., Цветкова Е., Игнатов И., Глучев Г. (2019) Влияние воды католита на развитие экспериментальной опухоли Graffi у хомяков, Болгарский журнал общественного здравоохранения, т. 11, № 3, стр. 60-73.
19. Олийнык, С., Мельник, Л., Самченко, И., Ткачук, Н., Логинова, О., Кистерская, Л. (2019) Влияние методов очистки шунгита на его абсорбционные свойства и качество очистки воды. Для производства напитков, Украинский продовольственный журнал, т. 8, № 4, стр. 891-903.
20. Рожков С.П., Рожкова Н.Н., Сычев М.М. (2020) Углеродные наночастицы шунгита как модификаторы Zns: Cu-фосфор, на основе анализа спектральных линий ЭПР Mn + 2, Форум по материаловедению, том 1031, стр. 201-208.
21. Деремешко Л.А., Балакина М.Н., Кучерук Д.Д. (2020) Использование шунгита в дефторировании воды методом гальванокоагуляции, Журнал химии воды, т. 42, стр. 269–274.
22. Мельник, Л., Тамила, Ш, (2011) Адсорбция аммиачного азота из воды и нитрат-ионов из овощных соков шунгитом, 4-я Международная конференция по углеродам для хранения энергии: конверсия и защита окружающей среды, 25-29.09. – Виши, стр.145.
23. Mooste, M. Et al. (2021) Катодные катализаторы на основе шунгита, модифицированные фталоцианином переходных металлов, для щелочных мембранных топливных элементов, Международный журнал водородной энергетики, т. 11, № 3, стр. 4365-4377.
24. Ким Т.Ю., Ку, Х., Ли, С.Ю. (2020) Повышение урожайности растений огурца при тепловом стрессе с помощью шунгитового углерода, Междунар. J. Mol. Sci. 2020, т. 21, № 14, 4858. 25. Икконен, Э., Чаженгина, С., Бахмет, О., Сидорова, В. (2021) Влияние внесения шунгита на температурную чувствительность дыхания Allium cepa при двух режимах почвенной воды, Агрономия, том. 11, вып. 7, 1302.
26. Шанина С.Н., Бушев Д.А. (2014) Изотопный состав углерода в аминокислотах твердых битумов , Доклады наук о Земле. т.456, стр. 731-735.
27. Фомичев Ю. П., Боголюбова, В.Н., Романов, В.Н., Колодина, Е.Н. (2020) Сравнительная оценка естественных кормовых добавок по функциональному влиянию на пищеварительные процессы в рубце овец (Ovis aries), Агробиология, том. 21, No 14, стр. 770-783.
28. Боголюбова Н.В., Романов В.Н., Девяткин В.А. (2015) Прогресс овцеводства и усвояемость питательных веществ с использованием минерального шунгита в качестве источника эрготропных веществ, Вестник Самарской государственной сельскохозяйственной академии, №1, с. 168-171.
29. Боголюбова Н.В., Романов В.Н., Багиров В.А. (2021) Метаболический профиль коров при коррекции кормления в поздний засушливый период и раннюю лактацию // Россельхозтехнологии т. 47, стр. 155-160.
30. Копылов М.В., Болгова И.Н., Клейменова Н.Л. (2019) Исследование сточных вод, обработанных шунгитом новоуглеродного 10 сорта, Серия конференций ИОП: Наука о Земле и окружающей среде, том. 272, № 2.

Научные публикации профессора Игната Игнатова:

1. Мосин О.В., Игнатов И.А. Состав и структурные свойства аналога фуллерену минерала шунгита, наноматериалов и нанотехнологий. Москва №2, Наука образования, стр. 25-36.
2. Мосин О.В., Игнатов И. (2012) Применение природного фуллереносодержащего минерала шунгита в строительстве и строительных технологиях, Нанотехнологии в строительстве – научный интернет-журнал. том 4. № 6. стр. 22-31.
3. Мосин О.В., Игнатов И. (2012) Природный фуллеренсодержащий минеральный сорбент шунгит в очистке и разделении воды, Чистая вода: проблемы и решения, Москва, №3-4, с. 109-115.
4. Мосин О.В., Игнатов И.И. (2013) Состав и свойства фуллерена природного минерального шунгита, нано и микросистемная техника. Москва №1, стр. 21-26.
5. Мосин, О.В., Игнатов, И. (2013) Структура и состав природного углеродсодержащего фуллерена, содержащего минеральный шунгит, Международный журнал перспективных научных и технических исследований, Выпуск 3, том. 6, № 11-12, стр. 9-21.
6. Игнатов И., Мосин О. В. Перспективы использования шунгита в водоподготовке, Коммунальный комплекс России. т,113, №11. стр. 1-5.
7. Мосин О.В., Игнатов И. (2013) Состав и структурные свойства фуллеренового аналога шунгита, Биотехносферах. 1, стр. 29-33.
8. Игнатов И., Мосин О. В. (2014) Структура и состав углеродистого фуллерена, содержащего минеральный шунгит, и микропористый кристаллический алюмосиликатный минеральный цеолит. Математическая модель взаимодействия шунгита и цеолита с молекулами воды. Успехи физических теорий и приложений. т. 28, стр. 10-21.
9. Игнатов И., Мосин О. В. Состав и структурные свойства фуллеренового аналога шунгита, Математическая модель взаимодействия шунгита с молекулами воды, Благодарность, Москва, том. 2, No 21, стр. 1-17.
10. Игнатов И., Мосин О. В. Структура и состав шунгита и цеолита. Математическая модель распределения водородных связей молекул воды в растворе шунгита и цеолита, Журнал медицины, физиологии и биофизики, т. 2, стр. 20-36.
11. Игнатов И., Мосин О. В. (2014) Математическая модель взаимодействия углеродсодержащего фуллерена, содержащего минеральный шунгит, и алюмосиликатного минерального цеолита с водой, Журнал медицины, физиологии и биофизики, т. 3., стр. 15-29.
12. Игнатов И., Мосин О. В., Бауэр Э. (2014) Углеродистый фуллереновый минеральный шунгит и алюмосиликатный минеральный цеолит. Математическая модель и практическое применение водного раствора шунгита и цеолита в воде, Журнал медицины, физиологии и биофизики, т. 4, стр. 27-44.
13. Игнатов И., Мосин О. В. (2014) Структура и состав углеродистого фуллерена, содержащего минеральный шунгит, и микропористый кристаллический алюмосиликатный минеральный цеолит, Нанотехнологические исследования и практика, т. 1, № 1, стр. 30-42.
14. Игнатов И., Мосин О.В. (2015) Углеродистый фуллерен, содержащий минеральный шунгит. Алунонусиликатный минеральный цеолит. Взаимодействие молекул воды с шунгитом и цеолитом, Journal of Health, Medicine and Nursing, т. 9, стр. 1-14.
15. Игнатов И., Мосин О. В. (2015) Углеродистый фуллерен, содержащий минеральный шунгит. Исследование влияния шунгита на горную воду, Журнал медицины, физиологии и биофизики, т. 11, стр. 22-38.
16. Игнатов И., Мосин О. В. (2015) Исследование влияния шунгита на горные воды Болгарии. Математические модели воды под влиянием шунгита и цеолита, Журнал медицины, физиологии и биофизики, т. 12, стр. 1-18.
17. Игнатов, И., Мосин, О.В. (2015) Изучение физико-химических свойств горных вод из Болгарии под влиянием фуллеренсодержащего минерального шунгита и алюмосиликатного минерального цеолита методами ИК, НЭС и ДНЭС, Журнал медицины, физиологии и биофизики , т. 14, стр. 19-34.
18. Игнатов, И. Мосин, О.В. (2015) Физико-химические свойства горных вод из Болгарии под влиянием фуллеренсодержащего минерального шунгита и алюмосиликатного минерального цеолита, Журнал медицины, физиологии и биофизики, т. 16, стр. 15-29.
19. Игнатов, И. Мосин, О.В. (2015) Методы неравновесного спектра (NES) и дифференциального неравновесного спектра (DNES) в изучении взаимодействия углеродистого минерального шунгита и алюмосиликатного минерального цеолита с водой, Journal of Medicine, Физиология и биофизика, т. 18, стр. 15-31.
20. Игнатов И., Мосин О. В. (2015) Физико-химические свойства горных вод Болгарии после воздействия фуллеренсодержащего минерального шунгита и алюмосиликатного минерального цеолита, European Reviews of Chemical Research, т. 5., № 3, стр. 166-179.
21. Игнатов И., Мосин О. В. (2016) Исследование структурно-функциональных свойств фуллереноподобного шунгита и микрокристаллического алюмосиликатного минерального цеолита методами элементного анализа, ПЭМ, ИК и ДНЭС спектроскопии, нано- и микросистемной техники. Москва, т. 18, № 6, стр. 357-372.
22. Глучев, Г. Игнатов, И., Пешева, Ю. (2018) Углеродистый фуллерен, содержащий наноминеральный шунгит. Свойства очистки воды при детоксикации организма человека, European Journal of Medicine, т. 6, № 2, 61-72.
23. Игнатов И., 2018, Углеродистый фуллерен, содержащий наноминерал шунгит. Характеристики для очистки воды, детоксикации организма человека, исследований в области нанотехнологий и
Практика, Том. 5, стр. 3-13.

Tаблица 1. Физико-химические параметры деионизированной воды (pH=6.09), фильтруемой шунгитом, Документ № 5579 от 28.07.2021, Лицензированная лаборатория «Евротест Контроль» ЕАД

Параметры Единица измерения Допустимоя стоимость Результат измерения
1. pH значения pH ≥ 6,5 и ≤ 9,5 6.30±0.11
2. Электропроводность мкСм / см 2000 г. <15.00 (3.13)
3. Твердость мгекв / Л 12 <0.10
4. Цвет Значения цветности приемлемо 6
5. Мутность ФНУ приемлемо <1.0
6. Постоянная окисляемость mgO2/ Л 5.0 <0.50
7. Запах сила приемлемо 0
8. Калий (K) мг/ Л - <0.01
9. Натрий (Na) мг/ Л 200 0.31±0.03
10. Кальций (Ca) мг/ Л 150 <0.05
11. Магний (Mg) мг/ Л 80 <0.005
12. Цинк (Zn) мг/ Л 4.0 <0.001
13. Железо (Fe) мкг/ Л 200 <1.0
14. Марганец (Mn) мкг/ Л 50 <1.0
15. Ион аммония (NH4+) мг/ Л 0.50 <0.013
16. Гидрокарбонаты (HCО3-) мг/ Л - <24.4
17. Карбонаты (CО32-) мг/ Л - <12
18. Сульфаты (SО42-) мг/ Л 250 <2.0
19. Фосвати (PО4) мг/ Л 0.5 <0.10
20. Хлориды (Cl) мг/ Л 250 <0.50
21. Фториды (F) мг/ Л 1.5 <0.10
22. Нитраты (NО3-) мг/ Л 50 <0.50
23. (NО2-) мг/ Л 0.5 <0.05
24. Ртуть (Hg) мкг/ Л 1.0 <0.05
25. Кадмий (Cd) мкг/ Л 10 <0.02
26. Мед (Cu) мг/ Л 2.0 <0.0003
27. Никель (Ni) мкг/ Л 20 <2.0
28. Свинец (Pb) мкг/ Л 10 <2.0
29. Алюминий (Al) мкг/ Л 200 <8.0
30. Сурьма (Sb) мкг/ Л 5.0 <1.0
31. Мышьяк (As) мкг/ Л 10 <3.0
32. Бор (B) мг/ Л 1.0 <0.003
33. Селен (Se) мкг/ Л 10 <3.0
34. Хром (Cr) мкг/ Л 50 <1.0