Прорыв в очистке загрязненной воды: новый фильтр удаляет опасные частицы в 100 раз быстрее

Новое открытие было сделано международной группой ученых под руководством инженера Енгкуна Чунга из Университета Райса в США. Ученые создали новую технологию фильтрации, которая способна удалять большое количество пер- и полифторалкальных веществ, также известных как PFAS, примерно в 100 раз быстрее, чем коммерческие угольные фильтры, используемые сегодня, пишет Science Alert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Отметим, что PFAS — синтетические вещества, используемые для защиты поверхностей от воды, огня и жира. Эти вещества производятся с 1940-х годов и используются для производства дождевиков, обивки мебели, антипригарных сковородах, пищевой упаковки, противопожарных пенах и многом другом.

По словам ученых, "вечные химикаты", безусловно, оказались довлговечными — углеродно-фторная цепочка в ядре этих молекул настолько прочна, что для разложения PFAS требуются тысячи лет. Это привело к тому, что сегодня "вечные химикаты" уже присутствуют в почве, воде, воздухе и даже наших собственных телах.

Однако исследования уже показали, что минимум два из этих материалов, PFOA и PFOS, связаны с раком, сердечно-сосудистыми заболеваниями, проблемами с фертильностью и врожденными дефектами. В то же время более 12 000 других вариантов все еще остаются на рынке сегодня, но их воздействие на здоровье в значительной степени все еще неизвестно.

Сегодня правительства и промышленность по всему миру прилагают усилия для решения проблемы "вечных химикатов", но существующие методы, увы, медленны и могут создавать вторичные отходы.

По словам Чунга, в новом исследовании они с командой использовали слоистый двойной гидроксид (LDH), который сочетает медь и алюминий с нитратом. Это сочетание улавливает "вечные химикаты" в более чем 1000 раз лучше, чем другие материалы. Более того, ученые обнаружили, что новый фильтр работает невероятно быстро, удаляя большие количества PFAS за считанные минуты, примерно в 100 раз быстрее, чем коммерческие угольные фильтры

Авторы отмечают, что уникальная структура материала образуется из слоев меди и алюминия с небольшим дисбалансом заряда, которые всасывают молекулы PFOA, связывающиеся с фильтром.

После насыщения адсорбционного материала PFOA ученые нагрели его и добавили карбонат кальция, что позволило очистить LDH и повторно использовать. Кроме того, ученые смогли удалить из PFOA его фторсодержащую основу, эффективно разрушив его. По словам соавтора исследования, инженера из Университета Райса Майкла Вонга, оставшийся фтор-кальциевый материал можно безопасно утилизировать на свалке.

Теперь ученые считают, что их новая технология в будущем позволит изменить подход к очистке загрязненных "вечными химикатами" источников воды. Впрочем, стоит отметить, что технология все еще находится на ранней стадии развития, однако она показывает отличные результаты в лабораторных условиях.