Новое устройство может фильтровать соленую воду в 1000 раз быстрее, чем существующие методы: исследование

Что может стать важным шагом на пути к решению проблемы нехватки пресной воды, ученые разработали устройство, которое фильтрует соленую воду в тысячу раз быстрее, чем обычные устройства. В промышленных масштабах морская вода становится пригодной для питья путем опреснения. Он включает в себя удаление соли для производства пресной воды, которая затем обрабатывается на заводах и используется для питья или орошения. В недавнем исследовании ученые разработали новый метод очистки соленой воды более быстрым и эффективным способом.

Ученые в недавнем исследовании, опубликованном в Наука, разработали новый метод очистки соленой воды более быстрым и эффективным способом. Они изобретательно использовали наноструктуры на основе фтора и успешно отделили соль от воды.

Доцент Йошимицу Ито с факультета химии и биотехнологии Токийского университета и его коллеги начали с изучения потенциала фторсодержащих трубопроводов или каналов на наноуровне.

«Нам было любопытно посмотреть, насколько эффективен фтористый наноканал для селективной фильтрации различных соединений, в частности, воды и соли. И, проведя несколько сложных компьютерных симуляций, мы решили, что стоит потратить время и усилия на создание рабочего образца». — сказал Ито.

Исследователи химически изготовили наноскопические кольца фтора, уложили их друг на друга и имплантировали в непроницаемый липидный слой, а также создали тестовые фильтрационные мембраны. Эта структура была похожа на органические молекулы, обнаруженные в клеточных стенках.

Было разработано несколько тестовых образцов с нанокольцами размером от 1 до 2 нанометров. Затем Ито проверил наличие ионов хлора по обе стороны мембраны, которые помимо натрия являются основным компонентом соли.

По словам Ито, они обнаружили, что меньший тестовый образец работает, поскольку он успешно отклоняет поступающие молекулы соли. «Было интересно увидеть результаты из первых рук», — сказал Ито. Он также отметил, что более крупные фильтры также работают лучше, чем другие методы опреснения, включая фильтры из углеродных нанотрубок.

Фильтры на основе фтора не только очищают воду, но и, по словам Ито, делают это в несколько тысяч раз быстрее, чем промышленные устройства. Он добавил, что даже опреснители на основе углеродных нанотрубок работают в 2,400 раз медленнее, чем фторсодержащие. Кроме того, новый метод требует меньше энергии для работы и удобен в использовании.

Однако Ито подчеркнул, что синтез материала, использованного в образце, сам по себе был энергоемким. Он также надеялся поработать над этим аспектом в предстоящих исследованиях и снизить общую стоимость эксплуатации устройства.