Prelomová nanotechnológia umožní zmeniť morskú vodu na pitnú 1000x rýchlejšie

Odsoľovanie sa používa na celom svete na prefiltrovanie až 97,4 milióna kubických metrov morskej vody za deň. Prevládajú dva spôsoby – tepelná metóda a reverzná osmóza; obe však majú obrovské nároky na energiu. V priekopníckej štúdii publikovanej v časopise Science japonskí výskumníci použili nanoštruktúru na báze fluóru na úspešné filtrovanie soli z vody rýchlejšie a efektívnejšie ako iné súčasné technológie. 

Nový postup využíva nepriľnavosť teflónu, ktorého kľúčovou zložkou je fluór, ľahký prvok prirodzene odpudzujúci vodu (hydrofóbny). Teflón sa používa v potrubiach na zlepšenie prietoku vody, čo inšpirovalo tím z Tokijskej univerzity na testovanie v nanoúrovni. Výskumníci vytvorili nanoskopické fluórové prstence s veľkosťou od 0,9 do 2 nanometrov (na porovnanie, ľudský vlas je široký takmer 100 000 nm).

Tieto krúžky majú superhydrofóbny povrch, tvorený husto uloženými väzbami uhlík-fluór (C-F), ktoré odpudzujú vodu. Krúžky boli naskladané do inak nepriepustnej lipidovej membrány, podobnej povrchu bunkových stien rastlín. Tím testoval účinnosť membrán meraním prítomnosti iónov chlóru, jednej z hlavných zložiek soli, na oboch stranách testovacej membrány. Menší z testovacích kanálov dokonale odpudil prichádzajúce molekuly soli a aj väčšie kanály priniesli zlepšenie oproti iným technikám odsoľovania a dokonca aj špičkovým uhlíkovým nanorúrkovým filtrom. 

Jedna z pridaných výhod fluóru je taká, že má záporný elektrický náboj, pretože má ďalší elektrón, čo znamená, že odpudzuje ďalšie záporné ióny, ako sú ióny chlóru nachádzajúce sa v soli. Prekvapujúca bola aj rýchlosť, akou sa proces uskutočnil. Metóda fungovala niekoľko tisíckrát rýchlejšie ako typické priemyselné zariadenia a približne 2400-krát rýchlejšie ako experimentálne odsoľovacie zariadenia na báze uhlíkových nanorúrok.

Ďalšia výhoda je v tom, že fluórované nanokanály vyžadujú málo energie. Tím dúfa, že túto technológiu rozšíri na priemyselnú veľkosť v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov, pričom cieľom je vytvoriť membránu s priemerom približne jedného metra. Táto membránová technológia by sa mohla použiť aj na filtrovanie iných chemikálií, ako je oxid uhličitý alebo iné priemyselné odpadové produkty.

Zdroj: cosmosmagazine.com.