Чистая вода жизненно необходима, однако некоторые загрязнители остаются особенно устойчивыми к удалению. Исследователи из Университета Монаш (Австралия) представили инновационную технологию фильтрации воды, способную эффективно справляться с такими веществами, как ПФАС — стойкие химические соединения, широко используемые в огнеупорной одежде и противопожарной пене.
ПФАС (пер- и полифторалкильные вещества) обладают высокой химической стабильностью и практически не разрушаются в природе, постепенно накапливаясь в экосистемах и человеческом организме. Существующие методы очистки воды зачастую не справляются с их удалением, особенно когда речь идёт о молекулах с короткой цепью, которые легко проходят сквозь традиционные фильтры.
Австралийские учёные нашли способ изменить ситуацию. Они разработали мембрану на основе окиси графена — материала, получаемого из графита, — и дополнили её бета-циклодекстрином, сахарной молекулой с кольцевой структурой. Такая комбинация позволяет создавать наноразмерные каналы, которые эффективно задерживают даже самые мелкие молекулы ПФАС, пропуская при этом воду без значительных потерь в скорости потока.
Как отметил ведущий исследователь Эйберт Махофа, команде удалось решить одну из ключевых проблем фильтрации — как эффективно удалять стойкие загрязнители, не снижая производительность системы. Мембрана работает стабильно при различных температурах воды, что делает её пригодной для практического применения в самых разных условиях.
Процесс производства, известный как "сдвиговая печать", позволяет масштабировать технологию и изготавливать большие листы мембран, подходящие для использования на очистных сооружениях, в промышленности и при ликвидации последствий загрязнений.
По словам соавтора исследования, доктора Салли Эль Мерагави, мембрана не только устраняет вредные вещества, но и сохраняет полезные минералы и питательные элементы, что особенно важно для питьевой воды.
Одним из главных преимуществ новой технологии стала её адаптивность. Химическая структура бета-циклодекстрина может быть изменена для борьбы с различными типами загрязнителей — от фармацевтических отходов и пестицидов до тяжёлых металлов. Как отметил профессор Майнак Маджумдер, руководитель Исследовательского центра по производству 2D-материалов при Австралийском исследовательском совете, разработка открывает путь к созданию индивидуальных фильтров, нацеленных на конкретные загрязнители.
Проект был реализован в сотрудничестве с компаниями Clean TeQ Water и NematiQ, специализирующимися на графеновых технологиях.
