Исследователи из Корнелла разработали нанофиброзную мембрану на основе циклодекстрина, которая эффективно удаляет микрозагрязнители из воды. В лабораторных условиях мембрана удалила примерно 90% триклозана из воды.
Процесс электроформования
Мембрана изготовлена методом электроформования — процессом, в котором используется электрическое поле для вытягивания ультратонких волокон из жидкости. Эти волокна имеют диаметр менее 1 микрона (для сравнения, толщина человеческого волоса составляет примерно 75 микрон), что обеспечивает большую площадь поверхности и отличную адсорбцию.
Исследование под названием «Удаление фармацевтических микрозагрязнителей из водной среды с помощью нанофиброзной мембраны из полициклодекстрина, полученной методом электроформования» опубликовано в журнале Separation and Purification Technology.
Старший автор — Тамер Уяр, доцент кафедры волоконных наук в Колледже экологии человека. Соавторы — бывший постдокторант группы Уяра Аслы Челебиоглу; Дамиан Хелблинг, доцент Школы гражданского и экологического инжиниринга в Корнелле; и Иван Керештес, директор Центра ЯМР и масс-спектрометрии в Корнелле.
Угроза водным организмам
Триклозан представляет серьёзную угрозу для водных организмов, поскольку может вызывать эндокринные нарушения, гормональный дисбаланс, раздражение кожи, сыпь и другие аллергические реакции. Хотя в США его запретили использовать в потребительских средствах для мытья рук и тела, он всё ещё встречается во многих продуктах личной гигиены.
Преимущества мембраны
Помимо удаления триклозана, нанофиброзная мембрана группы Уяра продемонстрировала эффективное удаление ципрофлоксацина (антибиотика, используемого для лечения бактериальных инфекций) и оксибензона (содержится в солнцезащитных кремах).
Группа протестировала воду из нескольких источников, чтобы подтвердить эффективность мембраны.
Ещё одно преимущество мембраны Уяра — возможность повторного использования. В отличие от порошкообразных адсорбентов, для восстановления которых требуется много энергии, мембрану из циклодекстрина можно легко регенерировать, просто промыв её. Поскольку циклодекстрин является производным кукурузного крахмала, он биоразлагаем и более экологичен, чем активированный уголь, кремнезём и другие невозобновляемые материалы.
Группа подтвердила свои выводы с помощью вращательной рамной спектроскопии усиления Оверхаузера — разновидности спектроскопии ядерного магнитного резонанса, проведённой в Центре ЯМР в Корнелле.
Текущие исследования в лаборатории Уяра направлены на разработку передовых нанофиброзных мембран на основе циклодекстрина, предназначенных для улавливания и удаления текстильных красителей, летучих органических соединений (ЛОС) и стойких загрязнителей, таких как пер- и полифторалкильные вещества (PFAS), широко известные как «вечные химикаты».
Предоставлено Cornell University