Созданы наноматы для очистки воды: как они работают
Создан инновационный материал, способный очищать воду от вредных примесей, используя энергию солнечного света. Его разработали путем комбинирования мягких химических гелей и технологии электропрядения, которая позволяет создавать тонкие волокна с использованием электрических сил. Получившиеся волокнистые полосы состоят из диоксида титана (TiO₂) — вещества, широко применяющегося в солнечных панелях, газоанализаторах и системах самоочищения, пишет Phys.org.
Хотя солнечные энергетические установки, основанные на наночастицах TiO₂, представляют собой перспективный источник энергии, их мощность зачастую ограничена. Они активируются лишь под воздействием невидимого ультрафиолета, вызывая фотокаталитические или химические реакции. Это обстоятельство создает трудности при их практическом применении.
Добавив медь для оптимизации процесса, ученые создали новые структуры — наноматы. Они оказались способны эффективно поглощать световую энергию, разлагая вредные примеси в воздухе и воде, объясняет Пелагия-Ирен Гума, руководитель исследования и профессор материаловедения и инженерии Университета штата Огайо.
«Раньше не было простого способа создать что-то вроде покрывала, которое можно было бы положить на воду и сразу же начать генерировать энергию. Мы стали первыми, кто разработал такие структуры и доказал их эффективность», — комментирует эксперт.
Поглощая свет, диоксид титана генерирует электроны, которые вступают в реакцию с водой и разрушают загрязнения, превращая их в безопасные вещества. Добавление меди ускоряет этот процесс, делая его еще эффективнее. Для оценки характеристик наноматов, ученые детально изучали их свойства и особенности, отличающие их от обычных самоочищающих наночастиц. Оказалось, что под естественным солнечным светом наноматы могут оказаться даже более продуктивными в выработке электричества, чем традиционные солнечные элементы.
«Наноматы можно использовать как генератор энергии или как инструменты для очистки воды. В обоих случаях вы получаете катализатор с самой высокой эффективностью, о которой сообщалось на сегодняшний день», — отмечает специалист.
Легкие и удобные в использовании волокнистые маты способны свободно плавать и функционировать на поверхности любых водоемов. Их получится применять многократно в процессе очистки. Ученые считают, что созданные наноматы могут применяться для очищения воды от промышленных загрязнений в развивающихся странах. Там они будут преобразовывать загрязненные реки и озера в источники чистой питьевой воды.
Ранее ученые создали экологичное моющее средство с необычным составом. Подробнее о нем рассказали в другом материале Hi-Tech Mail.
