Эти нанотрубки превратят морскую воду в питьевую

Ученые из Калифорнийского университета в Мерседе создали крошечные углеродные нанотрубки, которые способны эффективно фильтровать воду. Они надеются, что их изобретение в будущем сможет превращать морскую воду в питьевую.

В опубликованном в журнале Science исследовании речь идет о нанотрубках, которые работают точно так же, как природные белки, используемые для фильтрации воды в живых клетках. Однако в отличие от своих аналогов, эти нанотрубки в шесть раз эффективнее. Ученые продемонстрировали процесс фильтрации соленой воды. Но для того чтобы опреснить морскую воду, нанотрубки должны выдержать гораздо более высокое давление.

Идея создания нанотрубок была позаимствована у природных белков, называемых аквапоринами. Автор исследования Александр Ной (Aleksandr Noy) пояснил, что аквапорины есть во всем теле человека. Они доставляют воду клеткам, фильтруя ее через свои мембраны и препятствуя попаданию в них ионов и других веществ. Аквапорины переносят молекулы воды по крошечным каналам шириной всего лишь 0,3 нанометра.

В системах искусственной фильтрации аквапорины использовать невозможно в виду того, что эти мембранные протеины очень хрупкие. Поэтому Ной и его коллеги решили использовать углеродные нанотрубки шириной 0,8 нанометра, отличающиеся своей прочностью. Они работают по такому же принципу, как и аквапорины, но в шесть раз быстрее.

Такая разница в скорости работы объясняется тем, что нанотрубки, в отличие от аквапоринов, не фильтруют протоны. Это позволяет им ускорить процесс фильтрации воды. Несмотря на это, нанотрубки рассматриваются учеными в качестве неплохого способа опреснения морской воды — их можно интегрировать в искусственные мембраны, которые извлекают ионы из морской воды и превращают ее в пресную. При этом такой способ может оказаться гораздо дешевле существующих методов опреснения. Но для этого необходимо сделать их еще более прочными и надежными.

«Я не хочу, чтобы мое заявление звучало так, как будто у нас уже есть рабочий прототип, готовый отправится на завод в Дубае уже завтра, — сказал Александр Ной. — На самом деле мы все еще далеки от реального продукта, но физика самого процесса фильтрации существует, протестирована и это работает».

Углеродные нанотрубки для фильтрации воды создавались ранее и другими учеными, но они были больше и не могли транспортировать воду так быстро, как аквапорины. Нанотрубки, созданные специалистами Калифорнийского университета, могут конкурировать на равных с самой природой.