Yeni bir su filtresi, yalnızca bir seferde toksik ağır metal iyonlarını ve radyoaktif maddeleri kaldırabilir.

Filtre zarı iki düşük maliyetli malzemeden oluşan bir melezdir: peynir altı suyu proteini lifleri ve aktif kömür. Basit teknoloji, genellikle pahalı olan ve yalnızca belirli bir elemanı kaldırabilen veya çok küçük bir filtre kapasitesine sahip olan mevcut yöntemlerin birkaç dezavantajının üstesinden gelir.

ETH Zürih'te yiyecek ve yumuşak malzeme profesörü olan Raffaele Mezzenga, “Proje, şimdiye kadar yapmış olabileceğim en önemli şeylerden biri” diyor. O ve meslektaşı Sreenath Bolisetty, dergideki teknolojiyi anlatıyor Doğa Nanoteknolojisi.

Filtrasyon sisteminin merkezinde aktif kömür ve sert, katı peynir altı suyu protein liflerinden oluşan yeni bir tür hibrit membran bulunur. İki bileşen ucuz ve üretilmesi kolaydır.

Peynir altı suyu proteinleri denatüre edilir, bu da gerilmelerine neden olur ve sonuçta amiloid fibrilleri şeklinde bir araya gelir. Aktif karbon ile birlikte, bu lifler selüloz filtre kağıdı gibi uygun bir substrat malzemesine uygulanır. Karbon içeriği yüzde 98'tir, sadece yüzde 2 protein tarafından yapılmıştır.

Değerli altın kurtarır

Bu hibrit membran, kurşun, cıva, altın ve paladyum gibi endüstriyel olarak ilgili elementler dahil olmak üzere çeşitli ağır metalleri spesifik olmayan bir şekilde emer. Bununla birlikte, sırasıyla nükleer atık ya da belirli kanser tedavileriyle ilgili olan uranyum ya da fosfor-32 gibi radyoaktif maddeleri de emmektedir.

Membran ayrıca sudan yüksek derecede toksik metal siyanürleri de elimine eder. Bu malzeme sınıfı, elektronik endüstrisinde, devre kartlarında iletken izleri üretmek için yaygın olarak kullanılan altın siyanür içerir.

Membran filtre ve altın kurtarma basit bir yol sağlar, böylece filtre sistemi bir gün de altın geri dönüşüm önemli bir rol oynayabilir.

Mezzenga, “Geri kazanılmış altın tarafından üretilen kâr, 200'ten, hibrid membranın maliyetinin katından fazla” diyor.

Nasıl çalışır

Filtreleme işlemi oldukça basittir: Kirlenmiş su, membrandan vakumla çekilir.

"Yeterince güçlü vakum basit bir el pompası ile üretilebilir," Mezzenga "Sistem elektrik olmadan ameliyat olmak için izin verecek olan" diyor.

Sistem neredeyse sonsuz bir şekilde ölçeklenebilir olup büyük hacimli suları doldurmada maliyet etkindir.

Zehirli maddeler filtre içinden çekilirken, metal metal iyonlarının yapışabileceği çok sayıda bağlanma yerine sahip protein liflerine “yapışır”. Bununla birlikte, aktif kömürün geniş yüzey alanı ayrıca, zarların doygunluğunu geciktiren büyük miktarlarda toksinleri de emebilir.

Ek olarak, protein lifleri membrana mekanik kuvvet kazandırır ve yüksek sıcaklıklarda, hapsolmuş iyonların kimyasal olarak değerli metalik nano partiküllere dönüştürülmesine izin verir.

Çok yüksek kapasiteli

Mezzenga melez zarının filtre kapasitesi hakkında hevesli. Cıva klorür ile yapılan testlerde, örneğin, filtre içinde mevcut civa konsantrasyonu fazla 99.5 oranında düşmüştür.

etkinliği daha yüksek bileşik 99.98 yüzde zara bağlı olan toksik bir potasyum altın siyanür bileşiği ile, ya da verimi 99.97 yüzde daha büyük talebi tuzları ile. Ve radyoaktif uranyum ile, orijinal konsantrasyon 99.4 yüzde filtrasyon sırasında bağlandı.

"Biz sadece tek bir geçişte bu yüksek değerler elde" Bolisetty diyor.

Hatta birden fazla geçiş üzerinde, hibrit membran güvenilirlik yüksek derecede toksik maddelerin filtreler. 10 geçtikten sonra (milyon başına parça) 0.4 ppm 4.2 kat artmıştır filtre cıva konsantrasyonu ppm 10 Her ne kadar, kullanılan protein miktarı son derece düşüktü.

Araştırmacılar, yarım litre kirli suyu filtrelemek için, gramın sadece 10'da biri ağırlığında bir zar kullandılar ve bunun ağırlığının yüzde 7'si protein liflerinden oluşuyordu.

"Whey proteini Bir kilo su 90,000 litre arındırmak için yeterli olacaktır," Mezzenga diyor.

Bu etkinlik zarında daha fazla protein içerik ekleyerek artırılabilir önerir, bu yeni yaklaşımın esnekliği vurgulayan ekler.

Teknolojinin patentini alan Mezzenga, filtrenin piyasaya gireceğinden emin.

"Orada bunun için sayısız uygulamaları ve su bugün karşı karşıya olduğumuz en acil sorunlardan biridir," diye ekliyor.

Kaynak: ETH Zürih

İlgili Kitap:

at InnerSelf Pazarı ve Amazon