Группа ученых под руководством Рауля Наира из Манчестерского университета изобрела мембрану из оксида графита, которая способна очищать морскую воду от соли. После дополнительных лабораторных испытаний ученые планируют сравнить эффективность изобретения и существующих на рынке технологий. Специалисты считают возможным наладить массовое производство мембран. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.
По оценкам ООН, к 2025 году более 14 процентов населения Земли будут испытывать дефицит пресной воды. Изобретенный британскими учеными фильтр поможет решить проблему с нехваткой воды во многих районах планеты.
Сейчас миллионы людей на планете испытывают трудности с доступом к питьевой воде, а к 2025 году она может стать дефицитом для 1,2 миллиарда человек на Земле, поэтому изобретение ученых – это сенсация.
Опубликованные в Nature Nanotechnology исследования ученых из Манчестерского университета во главе с доктором Рахулом Найром говорят о том, что им удалось справиться с практическими проблемами производства графеновых фильтров в производственных масштабах. А именно это и делало долгое время проблемным и дорогостоящим разработку графеновых фильтров-опреснителей. И помог в этом оксид графена.
Об изобретении чудо-фильтра, опресняющего морскую воду сообщили накануне британские ученые. Созданный ими фильтр пропускает молекулы воды, но удерживает ионы натрия, хлора и другие составляющие солей.
Мембраны из оксида графита уже используются для того, чтобы задерживать органические молекулы и наночастицы. Но очищать воду от соли способна мембрана с порами размером менее нанометра, рассказал Наир. По словам автора, под воздействием воды поры расширялись. После нескольких неудачных попыток команде удалось зафиксировать отверстия, укрепив мембрану с двух сторон слоями эпоксидной смолы.
«Чтобы сделать мембрану пригодной для опреснения, она должна быть пронизана совершенно одинаковыми отверстиями размером меньше нанометра, а это очень сложная задача», – поясняет Найр.
Ученый из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (входит в структуру Министерства энергетики США) Рэм Деванатан (Ram Devanathan) заявил, что команде Наира необходимо оценить прочность мембран при длительном использовании и убедиться, что со временем «сито» не «зарастет» солями.
«Конечная цель — создать фильтр, способный производить питьевую воду из морских либо сточных вод, потребляя минимум энергии», — пояснил Рэм Деванатан.
«Молекулы воды могут пройти через мембрану по одной, но молекулы хлорида натрия этого сделать не могут — для этого они должны быть окружены водой, а вместе с водяной оболочкой молекула соли оказывается больше, чем диаметр капилляра», — объясняет доктор Найр.
Кроме того, молекулы воды проникают через мембрану с большой скоростью, что делает это изобретение идеальным для опреснения морской воды.
«Диаметр капилляра достигает около одного нанометра, что почти соответствует размеру молекулы воды, а это, в свою очередь, приводит к цепной реакции: одна молекула тянет за собой другую, и они проходят через мембрану наподобие поезда», — объясняет Рахул Найр.
Добавим, что в ООН обратили внимание на то, что запасов пресной воды в мире достаточно, чтобы обеспечить все население планеты. Основная проблема — загрязнение сточными водами, более 80% которых сбрасывается в реки и моря без предварительной очистки. Ежедневно около тысячи детей умирает от заболеваний, вызванных проблемами в сфере водоснабжения и санитарии.
