Новый многофункциональный наноструктурированный материал продемонстрировали ученые из Наньянского технологического университета (Сингапур). Мембрана на основе диоксида титана очищает сточные воды от загрязнений и бактерий, насыщает их кислородом, генерирует водород и электрическую энергию, сообщает CNews.
Мембрана из нового революционного наноматериала может даже опреснять морскую воду. Электричество мембрана генерирует как из отфильтрованных солей, так и из солнечных лучей. С ее помощью можно в два раза продлить срок службы литий-ионных батарей, а можно использовать ее как самостоятельную гибкую солнечную панель. Этот наноматериал пригодится и в медицине, так как обладает бактерицидными свойствами и может служить основой для антибактериальных повязок.
Этот многофункциональный материал получился путем сворачивания в нановолокна кристаллов диоксида титана (TiO2). Эти волокна переплетаются и образуют мембрану, внешне напоминающую фольгу. Молекулы воды могут пройти через наноотверстия в такой мембране, а вот более крупные молекулы солей, и др. компоненты сточных вод уже нет. В основу волокон можно «вплетать» включения меди, олова, углерода, цинка, которые будут служить катодом. Это позволяет разнообразить свойства мембраны.
Диоксид титана – недорогой и распространенный материал, который обладает гидрофильными, фотокаталитическими и другими полезными свойствами. Для очистки питьевой воды нужно использовать другое оборудование. Система очистки воды доступна для покупки прямо сейчас на сайте filter.mk.ua
Поскольку чистой питьевой воды в Сингапуре не хватает, исходной задачей сингапурских ученых была разработка метода очистки сточных вод. Диоксид титана, кроме прочего, был выбран благодаря тому, что он препятствует росту бактерий, которые со временем появляются на обычных фильтрах. Созданный материал приятно порадовал исследователей. Оказалось, что проходя сквозь мембрану под солнечным светом, сточные воды частично разщепляются на водород и кислород. Водород выделяется из воды в виде газа, а кислород вначале оседает на мембране, а затем потоком воды смывается. Получается не только чистая, но и насыщенная кислородом вода. А водород может быть использован как топливо.
Такая многофункциональность раньше наблюдалась у платины, но из-за ее дороговизны технология не получил распространения. Сингапурский наноматериал производит в три раза больше, чем платиновый катализатор, при одинаковых условиях. Во время показательного эксперимента 0,5 г нановолокон диоксида титана с примесью оксида меди при погружении в 1 л сточных вод производили 1,53 мл водорода в час.
В зависимости от состава сточных вод такое же количество титанового наноматериала может давать около 200 мл водорода в час. В промышленном использовании, где площадь сингапурской мембраны будет исчисляться в квадратных метрах, а сточные воды в кубических метрах, количество добываемого водорода тоже значительно увеличится.
