Японские ученые разработали уникальную мембрану для опреснения воды
Проблема нехватки воды растет во всем мире. Опреснение морской воды сопряжено с огромными затратами на электроэнергию. Впервые исследователи предложили наноструктуры на основе фтора для успешной фильтрации соли из воды.
По сравнению с современными методами опреснения этот метод быстрее, требует меньшего давления и энергии и обладает высокой эффективностью фильтрации. Результаты исследования опубликованы в Science, пишет Phys.org.
Если вы готовили на антипригарной сковороде с тефлоновым покрытием, то вы видели, как влага легко скользит по ней. Это происходит потому, что тефлон содержит фтор. Этот легкий элемент естественным образом отталкивает воду. Такое свойство привлекло внимание доцента Ёсимицу Ито кафедры химии и биотехнологии Токийского университета и его команды. Они решили изучить функции фтора на наноуровне.
"Нам было любопытно посмотреть, насколько эффективным может быть флуористый наноканал при выборочной фильтрации различных соединений, в частности, воды и соли. И после запуска некоторых сложных компьютерных симуляций мы решили, что создание рабочего образца стоит времени и усилий", - сказал Ито.
Команда создала тестовые фильтрующие мембраны путем химического синтеза наноскопических фторовых колец, которые были уложены в непроницаемый липидный слой. Похожим образом устроены органические молекулы в стенках клетки. Они создали несколько тестовых образцов с нанокольцами от 1 до 2 нанометров. Для сравнения, человеческий волос имеет толщину почти 100 тыс. нанометров.
"Настоящим сюрпризом для меня было то, как быстро произошел процесс. Наш образец работал примерно в несколько тысяч раз быстрее, чем типичные промышленные устройства. И примерно в 2400 раз быстрее, чем экспериментальные устройства опреснения на основе углеродных нанотрубок", - рассказал Ито.
Сейчас ученые работают над оптимизацией процесса и масштабированием для промышленного производства. Они надеются создать мембрану диаметром 1 метр через несколько лет. Параллельно авторы изучают потенциал использования разработки для сокращения выбросов углекислого газа или других промышленных отходов.
Американские ученые создали фермент, быстро расщепляющий пластик. Вариант фермента, представленный специалистами Техасского университета в Остине, способен вызвать распад пластмассы за несколько часов или дней.
В МГУ модернизировали технологию переработки отходов в биотопливо. Новая методика обработки сократила стоимость за счет исключения стадии обезвоживания сырья.
Микроскопический океанский хищник улавливает углерод. Одноклеточный морской микроб, способный к фотосинтезу, может стать секретным оружием в борьбе с изменением климата. За год микроорганизмы перерабатывают 0,15 гигатонн СО2.
