Сейчас ученые разработали новый тип мембран, устойчивых к засорению, которое обычно происходит, когда морская вода, жесткая вода и отработанные воды подвергаются очистке.
Самоочищающаяся мембрана: Обессоливание станет проще
Все больше стран обращаются к водоопреснительным установкам для пополнения уменьшающихся запасов. Большая часть современного оборудования использует технологию обратного осмоса, но, к сожалению, эти системы чувствительны к засорению и повреждению мембран, что требует большего количества энергии для работы насосных систем и делает необходимым дорогостоящую очистку и замену мембран.
В водоопреснительных установках обратного осмоса используется высокое давление для продавливания загрязненной воды сквозь отверстия мембраны. Молекулы воды могут пройти через них, а ионы минеральных солей, бактерии и другие загрязнения — нет. Со временем частицы накапливаются, что приводит к засорению и повреждению мембран.
Новая мембрана, разработанная учеными из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, обладает принципиально новым микрорельефом поверхности и химическими свойствами, которые позволяют избежать описанных проблем. Ученые утверждают, что высокопроницаемая мембрана может быть легко встроена в использующиеся сегодня системы, что может помочь заметно уменьшить эксплуатационные расходы на опреснение.
При помощи трехэтапного процесса ученые создали «щетку» из полимера, наложенную на полиамидную поверхность. Цепи полимера находятся в непрерывном движении под воздействием потока воды, что, в сочетании с движениями всего слоя, невероятно осложняет бактериям и другим загрязнителям процесс прикрепления к мембране.
«Если вы когда-нибудь плавали с маской, вы знаете, что морские водоросли движутся туда-сюда под воздействием течений или потоков воды, — говорит Йорам Коэн, профессор химио- и биотехнологии из Калифорнийского университета. — А теперь представьте, что у вас есть эта же структура, находящаяся в постоянном движении. Белок или бактерия должны зацепиться в нескольких точках, чтобы прикрепиться к поверхности мембраны — но эта задача становится очень сложной из-за постоянного движения в "щетке". Цепи полимеров защищают и экранируют поверхность мембраны, лежащей под ними».
Еще одним фактором предотвращения прилипания является поверхностный заряд мембраны. Команда под руководством Коэна изменила химический состав «щетки» таким образом, чтобы он приводил к нужным изменениям в заряде мембраны, и молекулы соответствующего заряда отталкивались сами.
Источник gizmag.com