Новый фильтр удаляет 98% "вечных химикатов" из воды благодаря наноразмерным молекулярным ловушкам
Загрязнение перфторалкильными и полифторалкильными веществами (PFAS – группа синтетических фторорганических соединений) – так называемыми "вечными химикатами", давно стало глобальной экологической проблемой. Эти соединения проникли в грунтовые воды, поверхностные водоёмы и даже системы питьевого водоснабжения, затрагивая миллионы людей по всему миру. Учёные из Университета Флиндерса в Австралии разработали принципиально новый подход, способный справиться даже с самыми трудноуловимыми формами этих загрязнителей.
Команда под руководством доктора Витольда Блоха создала специализированные адсорбенты, использующие наноразмерные молекулярные "клетки", действующие как высокоселективные ловушки для PFAS.
Главное преимущество метода – способность захватывать короткоцепочечные PFAS, которые остаются серьёзной нерешённой проблемой для существующих технологий водоочистки.
Доктор Блох из Колледжа науки и инженерии Университета Флиндерса пояснил:
Хотя некоторые длинноцепочечные PFAS можно частично удалить с помощью существующих технологий, захват короткоцепочечных PFAS – которые более подвижны в воде, остаётся серьёзной нерешённой задачей.
Мы обнаружили, что наноразмерная клетка захватывает короткоцепочечные PFAS, заставляя их благоприятно агрегироваться внутри своей полости. Этот необычно сильный механизм связывания отличается от механизмов традиционных адсорбентных материалов.
Для создания эффективной системы фильтрации учёные встроили молекулярные клетки в мезопористый силикагель – материал, который сам по себе не связывает PFAS.
Каролин Андерссон, аспирант-химик Университета Флиндерса и первый автор работы, отметила, что ключом к успеху стало глубокое понимание молекулярных механизмов связывания:
Самый захватывающий аспект этой работы заключался в том, что мы сначала провели углублённые исследования того, как PFAS связываются внутри клетки на молекулярном уровне. Это позволило нам понять точное поведение связывания и затем использовать эти знания для разработки эффективного адсорбента.
Лабораторные испытания показали впечатляющие результаты – новый материал удаляет до 98% PFAS при концентрациях, характерных для реальной водопроводной воды. Не менее важна и многоразовость – адсорбент сохраняет высокую эффективность после как минимум пяти циклов использования.
PFAS широко применяются в промышленном производстве, авиационных противопожарных пенах и повседневных потребительских товарах. Со временем эти вещества проникают в пресноводные и морские экосистемы, вызывая опасения относительно рисков для здоровья людей, домашнего скота и дикой природы.
Своё название "вечные химикаты" PFAS получили из-за чрезвычайной устойчивости к разложению – они способны сохраняться в окружающей среде без срока годности.
Разработка австралийских учёных представляет собой важный шаг к созданию передовых материалов, способных противостоять одному из самых стойких экологических загрязнителей на планете.
- Китай выращивает леса в одной из самых мёртвых пустынь на Земле и результаты уже впечатляют
- Хирургический инструмент с ИИ якобы калечит пациентов и уже стал предметом судебных исков
- Учёные открыли молекулярный переключатель, способный обратить раковые клетки в нормальные
Об авторе
