Исследовательская группа Корнелльского университета разработала нановолокнистую мембрану на основе циклодекстрина, которая в лабораторных испытаниях продемонстрировала эффективную способность удалять микрозагрязнители в воде. Результаты исследования, возглавляемого доцентом науки о волокнах в Школе экологии человека Тамером Уяром, а ведущим автором является докторант Махмуд Абельхейр, были опубликованы в журнале Separation and Purification Technology.
Эта циклодекстриновая нановолокнистая мембрана, полученная с использованием технологии электропрядения, способна удалить около 90% триклозана из воды. Триклозан является антибактериальным агентом, широко присутствующим в средствах личной гигиены и может оказывать влияние на водные организмы после попадания в водную среду. Мембранный материал также демонстрирует эффект удаления других микрозагрязняющих веществ, таких как антибиотик ципрофлоксацин и компонент солнцезащитного крема оксифензон.
Исследовательская группа экспериментально проверила свойства циклодекстриновых нановолокнистых мембран. В течение первых 15 минут материал удаляет примерно 75% загрязняющих веществ из раствора триклозана с концентрацией 11 мг/л. Когда насыщение достигнуто через 6 часов, общая скорость удаления составляет около 88%. «Электропряжение дает волокна диаметром менее 1 микрона, и эта структура обеспечивает большую удельную площадь поверхности и хорошие адсорбционные свойства»,-сказал Абельхейр.
Особенностью циклодекстриновых нановолокнистых мембран является их многократное использование. По сравнению с традиционными порошковыми адсорбентами, этот мембранный материал может быть регенерирован путем очистки. "Как волокнистые ученые, мы постоянно изучаем применение волокнистых материалов, — отмечает Уяр. — Эта циклодекстринная мембрана может использоваться непосредственно в качестве фильтрующего материала без дополнительной опорной конструкции".
Исследовательская группа проверила эффективность циклодекстриновых нановолокнистых мембран на реальных образцах воды. Пробы воды были взяты из скважин подземных вод и очистных сооружений в районе Флатрок. Результаты испытаний показывают, что материал сохраняет способность удалять микрозагрязнители при различных условиях качества воды. Этот мембранный материал на основе производных кукурузного крахмала также обладает биоразлагаемыми свойствами и является более устойчивым по сравнению с традиционными материалами, такими как активированный уголь.
Исследование основано на предыдущей работе Корнелльского университета. Десять лет назад исследовательская группа разработала пористые циклодекстриновые полимеры с лучшими адсорбционными свойствами, чем активированный уголь. Новая циклодекстриновая нановолокнистая мембрана еще больше расширяет потенциал применения материала и обеспечивает новые технологические варианты для области очистки воды.
В настоящее время исследовательская группа работает над разработкой более современных циклодекстриновых нановолокнистых мембран с целью удаления стойких загрязнителей, таких как текстильные красители, летучие органические соединения и перфторалкиловые вещества. Эти исследования будут продолжать способствовать развитию технологий очистки воды и предоставлению новых решений для защиты окружающей среды.
