Ученые создали наноматериал, способный извлекать соль из воды
13 Ноябрь 2015 г., 16:51

Физики из США создали необычный нанофильтр, способный извлекать различные виды солей из воды, что позволяет использовать его для опреснения морской воды с минимальными затратами.

"На Земле очень много воды, но очень небольшая ее доля является пригодной для употребления ее человеком. Создание дешевого и эффективного способа очистки и опреснения морской воды является хорошим шагом на пути к решению водного кризиса на планете", — заявил Нараяна Алуру (Narayana Aluru) из университета Иллинойса в Урбане (США).

На сегодняшний день существует несколько десятков методов и технологий опреснения воды, часть из которых даже применяется в промышленных масштабах в богатых арабских странах, страдающих от недостатка пресной воды.

Они страдают от двух главных недостатков – эти технологии или слишком дороги и много тратят энергии, или же системы очистки быстро засоряются и приходят в негодность. Все это делает опреснение бессмысленным с экономической точки зрения.

Алуру и его коллеги решили обе эти проблемы, научившись создавать особые сверхтонкие "дырчатые" пленки из дисульфида молибдена(MoS2), которые пропускают через себя молекулы воды, но задерживают ионы солей, бактерии и другие "несъедобные" компоненты морской воды.

Подобная идея пришла к ним в головы во время экспериментов по созданию детекторов одиночных молекул ДНК, которые они изготовляли из тонких пленок графена и MoS2. Используя суперкомпьютер, ученые вычислили, как хорошо такие пленки будут пропускать через себя воду, и сравнили их с другими системами опреснения.

Оказалось, что пленки из соединения серы и молибдена заметно быстрее и качественнее должны были очищать воду от солей, чем все существующие опреснители, в том числе и их графеновые аналоги. По словам ученых, это было связано с тем, как были устроены эти пленки на молекулярном уровне.

Как объясняет Алуру, молибденовые пленки по своей структуре похожи на трехслойный бутерброд, верхняя и нижняя часть которого сложена из атомов серы, а середина – из атомов молибдена. Сера отталкивает воду, а молибден ее притягивает, благодаря чему молекулы влаги очень быстро проходят через пленку, если вырезать в ней "отверстия" над частью атомов серы.

Сейчас физики работают над созданием первых экспериментальных прототипов опреснителей на базе подобных пленок и ищут потенциальных инвесторов и партнеров в бизнесе и промышленности для того, чтобы довести их до ума.

Даже сегодня ученые уверены, что подобные устройства будут рентабельными с экономической точки зрения, так как для их работы не требуется почти ничего, кроме слегка повышенного давления в емкости с водой. Как надеется Алуру, созданная его группой пленка поможет спасти Калифорнию и многие другие регионы мира от серии тяжелых засух, от которых они страдают сегодня.