Однако есть проблема: вблизи портов, судоходных маршрутов и промышленных зон вода часто загрязнена нефтью. Она может забивать опреснительные системы и существенно снижать их эффективность.
Учёные из Пусанского национального университета предложили решение — многофункциональную гидрогелевую мембрану, которая способна сначала отфильтровывать нефть, а затем использовать солнечный свет для опреснения воды.
У мембраны две стороны — и каждая выполняет свою функцию
Разработка состоит из двух слоёв с разными свойствами.
Первая сторона гидрофильна — она хорошо взаимодействует с водой и блокирует капли нефти. Для её создания использовали хитозан и гидрогель поливинилового спирта.
Вторая сторона — гидрофобная. Она содержит наночастицы оксида меди с углеродной оболочкой. Именно этот слой отвечает за процесс опреснения.
Он поглощает солнечный свет и преобразует его в тепло. Благодаря этому вода непосредственно у поверхности мембраны быстрее испаряется, а соль и другие примеси остаются вне пара. Так можно получать очищенную воду, используя энергию Солнца.
В ходе испытаний мембрана удалила более 99,99% нефти из загрязнённой морской воды.
Важно и то, что она стабильно работала с нефтяными каплями разного размера и выдерживала повторное использование. То есть эффективность системы не снижалась после одного цикла очистки.
Опреснение также показало впечатляющий результат: в ходе экспериментов мембрана работала примерно в три раза быстрее, чем обычные однослойные аналоги.
Проблема особенно актуальна для регионов Африки, Ближнего Востока и Юго-Восточной Азии, где дефицит пресной воды уже создает серьезные трудности.
Обычные системы солнечного опреснения могут работать медленнее или требовать предварительной очистки морской воды. Если в воде присутствует нефть, загрязнения могут накапливаться на поверхности мембран и снижать их производительность.
Новая разработка объединяет два этапа в одной системе: удаление нефтяных загрязнений и опреснение воды. При этом для второго процесса используется доступный источник энергии — солнечный свет.
Пока речь идет о прототипе, но исследователи считают, что такая конструкция может стать основой для нового поколения систем очистки и опреснения воды.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
- Клеймо на всю жизнь: как алгоритм распознавания лиц превратил пенсионерку в воровку?
- Государство в смартфоне вместо очередей и бумажной волокиты: как украинское приложение «Дія» покорило мир и завоевало Каннского льва?
- Начислил вымышленные долги: как алгоритм превратил законопослушных австралийцев в нарушителей?