Нов материал премахва дълготрайни химикали от води

19.09.2024   |   Начало»Технологии

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

С помощта на нов филтриращ материал, разработен от изследователи от Масачузетския технологичен институт (MIT), могат да бъдат премахнати много замърсители, включително "вечни химикали" и тежки метали. Материалът притежава и антимикробни свойства, които могат да предпазят филтрите от замърсяване, съобщават от MIT.

Констатациите са описани в списанието ACS Nano в материал на д-р Йълин Жанг и проф. Бенедето Марели от MIT.

"Замърсяването с пер- и полифлуороалкилираните вещества (PFAS) и подобни съединения е много сериозно предизвикателство и съществуващите решения могат само частично да разрешат този проблем по ефективен и икономичен начин. Ето защо разработихме това решение с изцяло естествени материали – протеини и целулоза", споделят изобретателите.

Технологията

При лабораторни тестове чрез интегриране на целулоза в копринени фибрили, които могат да бъдат оформени в тънка мембрана, и последващо регулиране на електрическия заряд на целулозата, се получава подреждане на молекулите на коприната в нанофибрили и се създава хибриден материал с нови свойства, изключително ефективен за отстраняване на замърсители от води. Прототипът на филтъра е гъвкав и е с дебелината само 500 nm.

Учените установяват, че електрическият заряд на целулозата допълнително й придава силни антимикробни свойства. Това е съществено предимство, тъй като една от основните причини за повреда във филтриращите мембрани е замърсяването с бактерии и гъбички. Антимикробните свойства на новия материал могат значително да намалят проблема със замърсяването, обясняват изследователите.

"Тези материали наистина могат да се конкурират с настоящите стандартни материали при филтрирането на вода, когато става въпрос за извличане на метални йони и други замърсители, като могат да надминат някои от тях. Лабораторните тестове показват, че изследваните материали са в състояние да извлекат в пъти повече от замърсителите във водата, отколкото използваните в момента стандартни материали активен въглен или гранулиран активен въглен", казва Марели.

Какво предстои

Първоначално материалът вероятно ще се използва като филтър на място, например като се прикрепи към кран на кухненска мивка, казва Жанг. Перспективата е да може да се разширят мащабите и да се приложи при филтриране в общински водоснабдителни системи, след като тестването покаже, че не съществува риск от внасяне на замърсяване във водоснабдителната мрежа. Предвид че и двата компонента – коприната и целулозните съставки се считат за хранителни вещества, се предполага, че е малко вероятно да причинят замърсяване.

"Предимство на технологията е, че за отстраняване на замърсяването се използват само естествено отгледани материали, като коприна и целулоза. Ако тя може да се приложи масово по икономически жизнеспособен начин, това наистина ще има голямо въздействие", коментира новата разработка Ханес Шнип, професор по приложни науки в Колежа "William and Mary".

Екипът планира да продължи да работи върху усъвършенстването на материала, особено по отношение на повишаване на издръжливостта и проучване на алтернативни изходни материали. Въпреки че използваните копринени протеини могат да бъдат получени като страничен продукт от производството на копринен текстил, в случай на увеличаване на глобалните нужди за филтриране на вода, доставките може да се окажат недостатъчни. Освен това е възможно да се окаже, че алтернативни протеинови материали изпълняват същата функция при по-ниска цена.

Ключови думи: MIT   пречистване на водата   замърсяване с тежки метали   питейна вода  

Област: ВиК