Мембрана из нановолокна фильтрует 99,9% соли за считанные минуты.

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения, более 785 миллионов человек не имеют чистого источника питьевой воды. Несмотря на то, что 71 процент поверхности Земли покрыт морской водой, мы не можем пить эту воду. Ученые всего мира работают над поиском эффективных способов дешевого опреснения морской воды. Теперь группа корейских ученых, возможно, нашла способ сделать это за считанные минуты.

Пресная вода, необходимая для большинства видов деятельности человека, составляет лишь 2,5 процента от общего объема воды, доступной на планете. Изменение климатических условий приводит к изменению количества осадков и высыханию рек, что побуждает страны впервые в своей истории заявлять о нехватке воды. Неудивительно, что опреснение морской воды является самым простым способом решения этой проблемы. Но эти процессы имеют свои ограничения. Одним из таких ограничений является смачивание мембраны.

При использовании мембран для фильтрации морской воды мембрана должна оставаться сухой в течение длительного периода времени. Если мембрана становится влажной, процесс фильтрации становится неэффективным и позволяет большому количеству соли проходить через мембрану. При длительной эксплуатации регулярно наблюдалось прогрессирующее смачивание мембраны, которое можно устранить путем замены мембраны.

Исследователь Юнчул Ву и его команда из Корейского института гражданского строительства и строительных технологий (KICT) разработали мембрану, которая менее подвержена намоканию и стабильна в долгосрочной перспективе.

Мембрана сделана из нановолокон, которые были изготовлены в трехмерную иерархическую структуру. Это было достигнуто с помощью нанотехнологии, называемой электроспиннингом. Используя эту технологию, исследователи смогли изготовить мембрану, обладающую высокой гидрофобностью, то есть водоотталкивающей.

Гидрофобная природа мембраны полезна, поскольку она спроектирована таким образом, чтобы не пропускать молекулы воды. Вместо этого на двух сторонах мембраны создается разница температур, в результате чего вода с одного конца испаряется в водяной пар. Мембрана пропускает водяной пар, который затем конденсируется на более холодной стороне. Называемый мембранной дистилляцией, это широко используемый метод опреснения с использованием мембран. Поскольку частицы соли не переходят в газообразное состояние, они остаются на одной стороне мембраны, давая на другой стороне высокоочищенную воду.

Корейские исследователи также использовали кремнеземный аэрогель в процессе изготовления мембраны, что еще больше усилило поток водяного пара через мембрану, обеспечивая более быстрый доступ к опресненной воде. Команда протестировала свою технологию на непрерывную работу в течение 30 дней и обнаружила, что мембрана продолжает отфильтровывать 99,9 процентов соли без каких-либо проблем со смачиванием.

Исследование было опубликовано в журнале Journal of Membrane Science.