Самые неожиданные прорывы часто рождаются на пересечении, казалось бы, несовместимых областей. Яркий пример — совместная работа исследователей Сургутского государственного университета и Томского политехнического: им удалось создать плазменную технологию, превращающую токсичные отходы нефтепереработки в ценные углеродные наноматериалы для медицины и электроники.

Нефть — это не единое вещество, а сложная смесь органики. При перегонке из нее извлекают легкие фракции (бензин, керосин) и средние (дизель), которые находят широкое применение. Но остаются тяжелые смолисто-асфальтеновые фракции, например гудрон — густая, вязкая масса, долгие годы считавшаяся проблемным, мало пригодным к использованию отходом и требовавшая затратной утилизации из‑за объёмов накопления.

Решение предложили учёные: плазменный метод, в основе которого — воздействие плазменной дуги. В реакторе температура достигает порядка 10 000°К, настолько высоко, что обычные представления о плавлении и разложении веществ перестают работать. Как объясняет Валентина Егорова, младший научный сотрудник Научно‑образовательного центра ИЕНТ СурГУ, при плазменной обработке мелкие фрагменты сплавляются в аморфный графит, а крупные «кубики» перестраиваются в сложные полезные формы — нановолокна и наносферы.

Процесс занимает считанные секунды — максимум минуту. Для сравнения: традиционные методы переработки могут требовать часов или даже суток. Это делает разработку сургутских и томских специалистов не только быстрой, но и энергоэффективной. Выход целевого продукта превышает 50% от исходной массы. На выходе получают несколько видов материалов:

• Графитоподобные структуры — перспективный материал для аккумуляторов, электродов и других элементов электронной техники.
• Углеродные нанолуковицы и наносферы — уникальные формы углерода с большим потенциалом в медицине: для целевой доставки лекарств, как контрастные агенты в диагностике и в создании новых биосовместимых материалов.

Дальнейшие планы включают изучение возможности применения плазменной технологии к другим видам нефтяных остатков. Если метод подтвердит универсальность, это может радикально изменить подход к обращению с отходами в нефтепереработке и открыть новые пути получения ценных наноматериалов из ранее бесполезных остатков.