Международная группа исследователей совершила прорыв в области водоочистки, разработав революционный наноструктурированный материал для электродиализного разделения. Научная коллаборация включает специалистов из ведущих российских институтов и Центра водных исследований Нью-Йоркского университета в Абу-Даби. Созданные металл-полимерные мембраны, обогащенные ионами цинка, меди и хрома, демонстрируют выдающиеся показатели ионной проводимости. Особенно впечатляющие результаты показала мембрана с содержанием меди, превзойдя существующие коммерческие аналоги по селективности разделения анионов. Эта разработка открывает новые горизонты в сфере очистки воды от нитратов и их последующего применения в аграрном секторе. Детали исследования представлены в престижном Journal of Membrane Science.
Современная цивилизация сталкивается с серьезным вызовом в области сохранения качества водных ресурсов. Интенсивное развитие сельского хозяйства приводит к повышенной концентрации нитрат-ионов в грунтовых водах, что создает риски для здоровья людей, негативно влияя на работу жизненно важных систем организма. Однако существует позитивное решение – извлеченные нитраты могут найти новое применение в качестве эффективных удобрений. Это делает разработку экологичных методов очистки воды особенно перспективной.
Электродиализ зарекомендовал себя как один из самых прогрессивных и экологически безопасных способов обработки солевых растворов для получения чистой воды. Принцип его работы основан на перемещении ионов сквозь специальную мембрану под действием электрического поля. До недавнего времени технология сталкивалась с определенными ограничениями в виде недостаточной эффективности удаления одновалентных ионов и формирования труднорастворимых соединений.
Международный коллектив ученых успешно преодолел существующие технологические барьеры, создав инновационную металл-полимерную мембрану. В ее основе лежит кардовый полибензимидазол, модифицированный ионами цинка, меди и хрома. Руководитель исследовательской группы Андрей Манин подчеркивает уникальность разработанного материала: «Мы создали принципиально новое семейство металлополимерных анионообменных мембран с регулируемым соотношением металл/бензимидазольное кольцо. Введение металлических ионов обеспечивает формирование прочной полимерной структуры благодаря координационным связям. Полученные мембраны обладают превосходными анионообменными характеристиками, что открывает новые возможности в создании высокоселективных систем очистки воды».
Научный коллектив не останавливается на достигнутом и планирует расширить спектр применения инновационных материалов, проведя дополнительные испытания в различных условиях эксплуатации.
Проект реализован при поддержке Российского научного фонда (грант No 23-43-00138).
