Вчені створили мембрану, яка очищає воду з рекордною швидкістю

Новий метод значно підвищує швидкість і ефективність виробництва мембран, представляючи перспективні рішення для вирішення проблем очищення води. Команда дослідників Нью-Йоркського університету Абу-Дабі (NYUAD) розробила новий підхід, який використовує мікрохвильову технологію для більш легкого синтезу та тонкого налаштування нового типу мембрани, яка ефективно очищає воду від широкого спектра забруднень.

Техніка синтезу мембран займає кілька хвилин, що робить її одним із найшвидших методів створення ковалентних органічних каркасних (COF) мембран. Ці мембрани діють як фільтри в пристроях, призначених для очищення забрудненої води від певних забруднювачів, що дозволяє її повторно використовувати в різних цілях — важливе відкриття в той час, коли ефективне очищення стічних вод стає життєво важливим у світі, якому загрожує дефіцит води.

Новий тип двосторонньої мембрани, що характеризується унікальними супергідрофільними та майже гідрофобними поверхнями, забезпечує ефективне видалення забруднень, таких як масла та барвники, з води. Ця подвійна функція не тільки покращує процес фільтрації, але й наділяє мембрани сильними антибактеріальними властивостями, що має вирішальне значення для тривалого використання та ефективності.

Деталі дослідження та методологія

Опубліковане в журналі Американського хімічного товариства дослідження під назвою «Регульована змочуваність двосторонньої COF-мембрани для покращеної фільтрації води» представляє цей новий підхід, розроблений Фарою Беньєту та Асмаа Джрадом під керівництвом Алі Траболсі, професора хімії та Співголовний дослідник Центру дослідження води NYUAD. Метод команди передбачає одноетапний мікрохвильовий синтез, який відбувається на межі рідина-водяна пара, що дозволяє точно контролювати властивості мембрани без необхідності подальших модифікацій.

«Шляхом точного налаштування часу реакції ми можемо регулювати товщину мембрани та її гідрофільні та гідрофобні характеристики», — пояснив Беньєту. «Ця здатність дозволяє нам адаптувати мембрану спеціально для різних типів забруднювачів води, значно підвищуючи як ефективність, так і швидкість очищення води», — пояснив Джрад.

Мембрани COF, розроблені командою Нью-Йоркського університету в Абу-Дабі, демонструють чудову продуктивність у видаленні нафти із сумішей нафти у воді та мають винятковий потік води завдяки своїй багатошаровій структурі та стабільній пористості. Крім того, ці мембрани перевершують традиційні полімерні в протистоянні органічному забрудненню, що є загальною проблемою в системах фільтрації води на основі мембран.

Ця технологія являє собою значний стрибок у синтезі високоякісних кристалічних окремо стоячих мембран COF. «Наш метод не тільки спрощує виробничий процес, але й покращує роздільну здатність мембран, пропонуючи багатообіцяюче рішення критичних проблем очищення води в усьому світі», — додав Траболсі.