Průlomová nanotechnologie mění mořskou vodu na pitnou 1000x rychleji

Odsolování se celosvětově používá k filtraci až 97,4 milionu metrů krychlových mořské vody denně. Převažují dvě metody – termální metoda a reverzní osmóza; obě však mají velké energetické nároky. V průkopnické studii publikované v časopise Science použili japonští vědci nanostrukturu na bázi fluoru k úspěšnému filtrování soli z vody rychleji a účinněji než jiné současné technologie, píše server Cosmo Magazine.

Nový postup využívá nepřilnavost teflonu, jehož klíčovou složkou je fluor, lehký prvek, který přirozeně odpuzuje vodu (hydrofobní). Teflon se používá v potrubí pro zlepšení průtoku vody, což inspirovalo tým z Tokijské univerzity k jeho testování v nanorozměrech. Výzkumníci vytvořili fluorové kroužky v nanorozměrech o velikosti od 0,9 do 2 nanometrů (pro srovnání, lidský vlas je široký téměř 100 000 nm).

Tyto prstence mají superhydrofobní povrch tvořený hustě uspořádanými uhlíko-fluorovými (C-F) vazbami, které odpuzují vodu. Kroužky jsou naskládány do jinak nepropustné lipidové membrány, podobné povrchu buněčných stěn rostlin. Tým testoval účinnost membrán měřením přítomnosti iontů chloru, jedné z hlavních složek soli, na obou stranách testovací membrány. Menší z testovacích kanálků dokonale odpuzovaly vstupující molekuly soli a i větší kanálky přinesly zlepšení oproti jiným odsolovacím technikám a dokonce i špičkovým filtrům z uhlíkových nanotrubiček.

Jednou z dalších výhod fluoru je, že má záporný elektrický náboj, protože má jeden elektron navíc, což znamená, že odpuzuje jiné záporné ionty, jako jsou například ionty chloru obsažené v soli. Překvapující byla také rychlost, s jakou proces probíhal. Metoda fungovala několik tisíckrát rychleji než typická průmyslová zařízení a asi 2400krát rychleji než experimentální odsolovací zařízení na bázi uhlíkových nanotrubiček.

Další výhodou je, že fluorované nanokanály vyžadují málo energie. Tým doufá, že v příštích několika letech se mu podaří rozšířit technologii na průmyslovou velikost a vytvořit membránu o průměru přibližně jeden metr. Tuto membránovou technologii by bylo možné použít i k filtraci jiných chemických látek, jako je oxid uhličitý nebo jiné průmyslové odpadní produkty.

Zdroj: cosmomagazine.com, science.org