Nové zariadenie dokáže filtrovať slanú vodu 1000-krát rýchlejšie ako existujúce metódy: Výskum

Vedci vyvinuli zariadenie, ktoré filtruje slanú vodu tisíckrát rýchlejšie ako bežne používané zariadenia, čo by mohlo znamenať významný krok k vyriešeniu problému nedostatku sladkej vody. V priemyselnom meradle je morská voda vhodná na pitie prostredníctvom procesu odsoľovania. Zahŕňa odstraňovanie soli na výrobu sladkej vody, ktorá sa ďalej spracováva v rastlinách a používa sa na pitie alebo zavlažovanie. V nedávnej štúdii vedci navrhli novú metódu na rýchlejšie a efektívnejšie čistenie slanej vody.

Vedci v nedávnej štúdii publikovanej v veda, vymysleli nový spôsob čistenia slanej vody rýchlejšie a efektívnejšie. Dômyselne využili nanoštruktúry na báze fluóru a úspešne oddelili soľ od vody.

Docent Yoshimitsu Itoh z Katedry chémie a biotechnológie Tokijskej univerzity a jeho kolegovia začali skúmaním potenciálu fluórových potrubí alebo kanálov v nanoúrovni.

„Boli sme zvedaví, aký účinný môže byť fluórovaný nanokanál pri selektívnom filtrovaní rôznych zlúčenín, najmä vody a soli. A po vykonaní niekoľkých zložitých počítačových simulácií sme sa rozhodli, že stojí za to čas a námahu vytvoriť fungujúcu vzorku,“ povedal Itoh.

Výskumníci chemicky vyrobili nanoskopické fluórové krúžky, naskladali ich a implantovali do inak nepreniknuteľnej lipidovej vrstvy a vytvorili testovacie filtračné membrány. Táto štruktúra bola podobná organickým molekulám nachádzajúcim sa v bunkových stenách.

Bolo vyvinutých viacero testovacích vzoriek s nanorovaním veľkosti v rozmedzí od 1 do 2 nanomimetrov. Itoh potom skúmal prítomnosť iónov chlóru na oboch stranách membrány, čo je okrem sodíka hlavná zložka soli.

Podľa Itoha zistili, že menšia testovacia vzorka funguje, pretože úspešne odmietala prichádzajúce molekuly soli. „Bolo vzrušujúce vidieť výsledky z prvej ruky,“ povedal Itoh. Poznamenal tiež, že aj tie väčšie fungovali lepšie ako iné metódy odsoľovania vrátane filtrov s uhlíkovými nanorúrkami.

Filtre na báze fluóru nielen čistia vodu, ale podľa Itoha to zvládli niekoľkotisíckrát rýchlejšie ako priemyselné zariadenia. Dokonca aj odsoľovacie zariadenia na báze uhlíkových nanotrubíc boli 2,400-krát pomalšie ako fluórové, dodal. Okrem toho nová metóda vyžadovala menej energie na prevádzku a je praktická na použitie.

Itoh však zdôraznil, že samotná syntéza materiálu použitého vo vzorke bola energeticky náročná. Ďalej dúfal, že na tomto aspekte zapracuje v nadchádzajúcom výskume a zníži celkové náklady na prevádzku zariadenia.