Прорив в очищенні води: створено екологічну технологію, що видаляє токсичні частинки

Команда вчених з Університету Райса у співпраці з міжнародними партнерами розробили першу екологічну технологію для швидкого уловлювання і знищення токсичних частинок, відомих як"вічні хімікати" (ПФАС). Результати дослідження були опубліковані в журналі Advanced Materials і знаменують важливий крок на шляху до вирішення однієї з найстійкіших екологічних загроз у світі, пише PHYS.org.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

"Вічні хімікати" на Землі

ПФАС — синтетичні хімічні речовини, вперше вироблені в 1940-х роках, їх використовують у найрізноманітніших продуктах: від тефлонових сковорідок до водонепроникного одягу та упаковки для харчових продуктів. Ці речовини виявилися неймовірно стійкими перед впливом тепла, жиру і води, що зробило їх цінними для промисловості й споживачів. Але ця ж стійкість означає, що вони не піддаються швидкому розкладанню — за це їх прозвали "вічними хімікатами".

Попередні дослідження також показали, що ПФАС вже містяться у воді, ґрунті та повітрі по всьому світу. Дослідження також пов'язали їх з ураженням печінки, репродуктивними розладами, порушеннями імунної системи та деякими видами раку. Спроби очистити ПФАС від проблем не мали успіху, оскільки ці хімічні речовини важко видалити та знищити після потрапляння в навколишнє середовище.

Методи очищення від ПФАС

Традиційні методи очищення від ПФАС зазвичай ґрунтуються на адсорбції, при якій молекули прикріплюються до таких матеріалів, як активоване вугілля або іонообмінні смоли. Попри широке поширення цих методів, вони мають цілу низку недоліків, зокрема:

• низька ефективність;
• низька продуктивність;
• обмежена продуктивність;
• утворення відходів, що потребують утилізації.

За словами співавтора дослідження, професора молекулярної нанотехнології Майкла Вонга, сучасні методи видалення "вічних хімікатів" занадто повільні, неефективні та створюють вторинні відходи. Однак нова технологія являє собою стійку і високоефективну альтернативу.

Новий метод видалення "вічних хімікатів"

Нова технологія, за словами вчених, заснована на шаруватому подвійному гідроксиді з міді та алюмінію. Команда експериментувала з цими матеріалами й виявила, що один зі складів з нітратом може адсорбувати ПФАС з рекордною ефективністю.

За словами авторів дослідження, результати вказують на те, що нова сполука вловлює ПФАС більш ніж у 1000 разів краще, ніж інші матеріали. Крім того, матеріал працював неймовірно швидко, видаляючи великі кількості ПФАС за лічені хвилини, приблизно в 100 разів швидше, ніж комерційні вугільні фільтри.

Вважається, що ефективність матеріалу зумовлена його унікальною внутрішньою структурою. Організовані мідно-алюмінієві шари в поєднанні з невеликим дисбалансом зарядів створюють ідеальне середовище для швидкого і міцного зв'язування молекул ПФАС.

Команда також перевірила практичність нової технології, перевіривши її на річковій і водопровідній воді, а також стічних водах. У всіх випадках він показав високу ефективність, добре працюючи як у статичних, так і в проточних системах.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що на Землі з'явився абсолютно новий вид кислотних дощів, попереджають учені.

Раніше Фокус писав про те, що кожна людина носить у собі крихітний "завод" з переробки "вічних хімікатів".