Уникальный фильтр из шелка и целлюлозы. Природное решение для очистки воды

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали новый фильтрующий материал на основе натурального шелка и целлюлозы, который способен эффективно удалять стойкие загрязняющие вещества, такие как "вечные химикаты" PFAS и тяжелые металлы. Этот материал может стать экологически безопасным решением для борьбы с загрязнением воды.

Загрязнение воды химическими веществами, включая PFAS, представляет собой глобальную проблему. Исследование Центра по контролю за заболеваниями США показало, что у 98% протестированных людей в крови были обнаружены уровни PFAS — стойких химикатов, которые трудно удалить. Создание фильтрующих материалов, способных бороться с такими загрязнителями, становится все более актуальным.

«Загрязнение PFAS и подобными соединениями на самом деле является очень большой проблемой, и существующие способы могут лишь частично ее решить. Именно поэтому мы придумали этот полностью натуральный материал на основе шелка и целлюлозы».

— Чжан, автор работы, Массачусетский технологический институт

Изначально разработанный для борьбы с подделками семян, материал на основе шелковых нанофибрилл оказался неэффективным в фильтрации загрязнений. Добавление целлюлозы, полученной из сельскохозяйственных отходов, значительно улучшило свойства материала. Благодаря методу самосборки, нанокристаллы целлюлозы взаимодействуют с молекулами шелка, образуя гибридный материал, способный эффективно удалять загрязнители.

Электрический заряд целлюлозы придает материалу антимикробные свойства, что предотвращает загрязнение фильтров бактериями и грибками. Это делает его еще более привлекательным для длительного использования в фильтрационных системах.

«Эти материалы действительно могут конкурировать с нынешними, когда речь идет об извлечении ионов металлов и новых загрязнителей, а также превосходить некоторые из них».

— Марелли, соавтор статьи, Массачусетский технологический институт

Материал уже продемонстрировал свою эффективность в лабораторных испытаниях, показав способность извлекать значительно больше загрязняющих веществ по сравнению с существующими системами. Исследователи планируют дальнейшее совершенствование материала для повышения его доступности и долговечности, а также рассматривают возможность замены шелка на другие белковые материалы.

На первом этапе новый фильтр может использоваться в бытовых системах фильтрации, например, для установки на кухонные краны. В дальнейшем его можно будет адаптировать для более масштабных применений, включая муниципальные системы водоснабжения.