Чистая вода – одно из основных богатств человека. К сожалению, сейчас это редкое явление, даже в центральном водопроводе вода зачастую не годится для питья. Для её очистки используются разнообразные фильтры, конструкцию которых постоянно совершенствуют разработчики. Последним достижением в этой области стало появление мембран, способных направленно удалять из воды тяжёлые металлы и другие загрязнения.

Обратный осмос

Мембранные фильтры известны давно и успешно используются для получения чистой питьевой воды. Основная часть мембранного фильтра (обратного осмоса) – полимерная мембрана с очень мелкими порами. Благодаря такой структуре фильтр удерживает мельчайшие частицы, оставляя после себя воду с минимальным количеством включений. Теперь же разработчики задались целью создать высокоэффективный мембранный фильтр направленного действия, который поможет выделить из воды определённые загрязнения. С помощью новой системы фильтрации исследователи смогли полностью убрать из воды некоторые тяжёлые металлы. Она основана на использовании мембраны с новым принципом действия, использующего наночастицы.

Новые системы фильтрации

Новая мембрана основана на использовании наночастиц, выборочно поглощающих из воды определённые вещества. Исследователям из Калифорнийского университета удалось создать фильтр, который целенаправленно очищает воду от таких вредных металлов, как ртуть и бор. Новый метод позволяет удалять почти 100% загрязнений. По мнению авторов проекта, метод очистки можно расширить и на другие загрязнители, например, мышьяк или ионы определённых металлов, что поможет не только в получении питьевой воды, но и в утилизации загрязнённой. Одним из применений является очистка воды после использования на атомных станциях. С помощью нового метода можно убирать наиболее распространённые вещества, загрязняющие впоследствии грунтовые воды, такие как ПФАС или вещества, содержащиеся в пластмассах.

Одним из применений нового метода может стать «отсеивание» из воды редкоземельных металлов. Для этого необходимо лишь поместить в мембрану определённые наночастицы, и она будет поглощать уран или золото. Собранные металлы можно потом утилизировать и пускать в переработку. Разработчики придерживаются мнения, что такой фильтр можно настроить на избирательное поглощение любых химических веществ.

К сожалению, мембрана является слишком чувствительной и легко разрушается под воздействием крупных частиц или некоторых химических соединений. Именно поэтому она используется лишь как последний элемент в сложной системе фильтрации, включающей многоуровневые механические фильтры, а также фильтры для удаления соединений хлора. Поэтому разрабатываются и другие системы очистки воды, не такие чувствительные к внешним воздействиям. Одна из них к примеру, основана на графене, её смогли распечатать на трёхмерном принтере. Для этого разработчики из Университета Буффало объединили две технологии – 3D-печать и создание аэрогеля на основе графена. В качестве материала для печати использовали многосоставный полимер, с его помощью на трёхмерном принтере создали пространственную ячеистую структуру фильтра. После этого полученный фильтр дегидратировали до нужной степени, чтобы превратить в аэрогель. Полученный таким образом фильтр смог полностью убрать из воды такие органические растворители, как толуол, гептан и гексан, а также тяжёлые металлы, хром и свинец. Такой метод создания фильтров более простой и доступный, чем аналогичные.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!