Новая мембрана может снизить затраты на фильтрацию воды
Исследователи из Техасского университета в Остине и Пенсильвании (США) создали новую мембрану для очистки воды с равномерной плотностью на наноуровне. Такое строение мембраны позволяет получить большее количество чистой воды и сделать процесс фильтрации дешевле,передаетпорталEurekAlert!.Результаты работыопубликованыв журналеScience.
Опреснительные мембраны удаляют из воды соль и другие химические вещества. То, как проходит очистка, – процесс, казалось, бы очень простой: соленая вода пропускается через фильтр – с другой стороны вытекает чистая вода. Но внутри процесса много тонкостей и сложностей.
Опреснительная мембрана. Иллюстрация: IMAGE BY THE GANAPATHYSUBRAMANIAN RESEARCH GROUP/IOWA STATE UNIVERSITY AND GREGORY FOSS/TEXAS ADVANCED COMPUTING CENTER
Исследовательская группа определила, что опреснительные мембраны несовместимы по плотности и распределению массы, что может тормозить их работу. Равномерная плотность на наноуровне является ключом к увеличению количества чистой воды, которую могут позволить получить эти мембраны. Равномерная плотность сделала новую мембрану значительно толще, чем современные аналоги. Однако, как показали предыдущие исследования, толстые мембраны на самом деле более проницаемы. Это стало неожиданностью, потому что считалось, что толщина уменьшает количество воды, которое может проходить через мембраны.
Ученые разработали трехмерные реконструкции наноразмерной структуры мембраны с использованием современных электронных микроскопов.Они смоделировали путь, по которому вода проходит через эти мембраны, чтобы предсказать, насколько эффективно вода может быть очищена на основе новой структуры. В статье авторы сообщают, что эффективность мембран стала выше на 30-40%. А это означает, что они могут очищать больше воды при значительно меньшем потреблении энергии. Открытиеможет расширить доступ к чистой воде и снизить счета за воду как для отдельных домов, так и для крупных хозяйств.