Актинии помогли совершить прорыв в сфере очистки воды
Вдохновленные актиниями, морскими организмами, охотящимися на добычу с помощью щупалец, специалисты из Йельского и Пекинского университетов разработали методику более эффективной очистки воды.
Исследование было проведено лабораториями профессоров Менахема Элимелеха (Йель) и Хуачжана Чжао (Пекин), сообщает sciencedaily.com. Команда использовала специальный материал, нанокоагулянт, для удаления загрязнений из воды. Структура может очищать жидкость от ряда примесей в один этап. Открытие способно повысить эффективность старой технологии обработки воды коагулянтами. Результаты исследования представлены в Nature Nanotechnology.
При добавлении в воду, стандартные коагулянты, вроде сульфата алюминия и других металлических солей, удаляют крупные частицы, заставляя их группироваться и оседать. Но для борьбы с мелкими, растворенными загрязнителями требуются другие методы. Использование нескольких технологий для очистки воды требует больших затрат энергии и площадей. Исследователи постарались решить эту проблему, разработав стабильный нанокоагулянт, отличающийся от стандартных версий структурой и поведением. Помимо взвеси, он может удалять мелкие, растворенные частицы.
«Поведение соединения контролируется его структурой, — объяснил Райан Дукаунис, докторант в лаборатории Элимелеха. – При определенных условиях нанокоагулянт приобретает структуру, подходящую для длительного хранения».
В качестве модели специалисты использовали актинию или морского анемона. Этот морской хищник имеет сферическое тело со щупальцами, сокращающимися в состоянии покоя и растягивающимися при охоте. Исследователи использовали органические и неорганические компоненты для воссоздания свойств актинии. Как и морской анемон, нанокоагулянт имеет структуру ядро-оболочка, выворачивающуюся в воде. Раковина дестабилизирует и захватывает взвешенные частицы, сердцевина поглощает растворенные примеси. Структура очищает воду от широкого спектра загрязнителей.
«Способность удалять нитраты оказалась неожиданной, обычные коагулянты на эти вещества не реагируют, — сказал Элимелех. – Это – важное свойство, так как нитраты в воде связывают с метгемоглобинемией, потенциально смертельным состоянием, поражающим детей в некоторых странах».
Процесс одноэтапный, что, по мнению профессора Чжао, делает его многообещающей потенциальной заменой существующим методам очистки воды.
«Он также открывает путь к созданию умных материалов, способных менять конфигурацию и функции в ответ на воздействие окружения», — сказал специалист.
