Вдохновлённые природой: новые мембраны могут изменить очистку промышленных стоков

Учёные разработали новый класс сверхточных фильтрующих мембран, которые могут сделать водопользование в текстильной и фармацевтической промышленности более эффективным и экологичным. Эти мембраны, получившие название «POMbranes», способны селективно отделять загрязняющие вещества от воды с высокой точностью и стабильностью, что открывает перспективы для масштабного повторного использования технологической воды и снижения энергетических затрат на очистку.

Фильтрующие конструкции основаны на сверхтонких (порядка одного нанометра) порах, образованных кристаллическими кластерами поликсенометалатов. Такая архитектура вдохновлена природными биомембранами, например аквапоринами, и обеспечивает весьма узкое распределение размеров пор — это позволяет эффективно отделять крупные молекулы загрязнений (например, красителей или примесей) от молекул воды и более мелких компонентов.

В традиционных процессах очистки вода очищается путём энергоёмких методов — таких как дистилляция или выпаривание — что требует значительных затрат энергии и оставляет значительный углеродный след. Новые мембраны показали почти в 10 раз лучшую селективность по сравнению с существующими промышленными решениями, сохраняя при этом устойчивость к различным химическим условиям и обеспечивая долговременную работу.

Технология перспективна для текстильного сектора, где окрашивание и отделка тканей порождают большие объёмы загрязнённых сточных вод; POMbranes могут избирательно удалять частицы красителей и позволять очищенной воде быть повторно использованной в процессах. В фармацевтической индустрии, требующей высокой чистоты и строгих стандартов, такие мембраны могут снизить энергетические затраты при очистке растворов и восстановлении растворителей.

Информация о разработке опубликована в Journal of the American Chemical Society.