Noua tehnologie de filtrare stabilește etapa pentru soluții personalizabile de purificare a apei
Imaginea de ansamblu: Apa curată este esențială, dar unii poluanți sunt notoriu dificil de eliminat. Oamenii de știință au dezvoltat un proces de filtrare avansat folosind materiale 2D și chimie pe bază de zahăr pentru a prinde contaminanții persistenți. Inginerii pot personaliza tehnologia pentru a viza molecule specifice, oferind o soluție scalabilă pentru apă mai sigură la nivel mondial.
Cercetătorii de la Universitatea Monash au introdus o nouă tehnologie de filtrare a apei care ar putea schimba lupta împotriva PFA -urilor – substanțe chimice cunoscute pentru persistența lor de mediu și riscurile pentru sănătate. Găsite în produse precum îmbrăcăminte impermeabilă și spume de pompieri, PFA -urile sunt notoriu greu de descompus. Metodele tradiționale de tratament eșuează adesea, în special împotriva celor mai mici molecule PFAS, care alunecă prin filtre și se acumulează în ecosisteme și corpuri umane.
Echipa Monash a dezvoltat o membrană de oxid de grafen derivată din grafit și a îmbunătățit-o cu beta-ciclodextrină, o moleculă de zahăr în formă de inel. Împerecherea este intenționată, deoarece beta-ciclodextrina poate captura compuși chimici în interiorul structurii sale asemănătoare inelului, acționând ca o cușcă moleculară. Cercetătorii au creat o rețea extrem de selectivă de canale la nano-scală prin integrarea beta-ciclodextrinei în membrana oxidului de grafen. Aceste canale acționează ca bariere energetice, blocând moleculele PFAS-inclusiv tipurile evazive cu lanț scurt-permițând în același timp apa să curgă eficient.
Cercetătorul principal Eubert Mahofa a declarat că proiectarea membranei depășește o provocare majoră în purificarea apei – echilibrarea îndepărtării contaminanților minusculi și persistenți, cu menținerea unui flux rapid de apă curată.
„Abordarea noastră rezolvă acest lucru prin filtrarea și concentrarea acestor substanțe chimice dăunătoare, permițând totuși să curgă apa prin eficient”, a spus Mahofa.
Performanța membranei rămâne stabilă chiar și pe măsură ce temperatura apei se schimbă, ceea ce este esențial pentru aplicațiile din lumea reală, unde condițiile pot varia. Metoda de fabricație, cunoscută sub numele de imprimare de aliniere a forfecării, este eficientă și scalabilă, permițând producerea de foi mari de membrană potrivite pentru instalațiile municipale de tratare a apei, instalațiile industriale și eforturile de curățare a mediului.
Co-cercetător Dr. Sally El Meragawi a subliniat că membrana elimină substanțele chimice dăunătoare, păstrând în același timp minerale și nutrienți esențiali. Această abilitate o face potrivită pentru tratarea apei potabile și a apelor uzate, asigurând că apa rămâne sigură și sănătoasă pentru consum.
Ceea ce diferențiază această tehnologie este adaptabilitatea acesteia. Cercetătorii pot modifica structura chimică a beta-ciclodextrinei pentru a viza o gamă largă de poluanți, inclusiv produse farmaceutice, pesticide și metale grele. Profesorul Mainak Majumder, care conduce centrul de cercetare al Consiliului de Cercetare a Australiei pentru fabricarea avansată cu materiale 2D, a explicat că această abordare ar putea deschide calea pentru o nouă generație de filtre de apă personalizabile, fiecare concepută pentru a viza contaminanți specifici.
Universitatea Monash, Clean Teq Water și Nematiq-o companie specializată în tehnologii bazate pe grafen-a colaborat de-a lungul câțiva ani pentru a dezvolta acest proces de descoperire.
Credit de imagine: apă curată Teq
