Наночастинки захистили мембрани від обростання мікроорганізмами

Кремнієві наночастинки позбавили мембранні фільтри для води від їх головного недоліку - обростання мікроорганізмами. Про це пишуть вчені з США і Південної Кореї в статті, опублікованій в.

Для очищення води застосовуються різні методи, наприклад, випарювання або очищення за допомогою мембран. Такі мембрани мають дуже невеликі пори, які пропускають воду, але затримують сторонні частинки або мікроорганізми. Одна з проблем, яка заважає нормальній роботі мембран, полягає в їх обростанні мікроорганізмами. Ці організми можуть ускладнювати прохід води через мембрану або виділяти небезпечні для людини речовини. Для того, щоб захистити мембрани від обростання, вчені використовують різні методи, в тому числі і покриття наночастинками. Але створювати такі мембрани досить складно, наприклад, через те, що наночастинки можуть розподілятися по її поверхні нерівномірно.

У новій роботі автори запропонували метод створення пористих мембран з рівномірно розподіленими наночастинками на поверхні. Для цього створюються дві рідини: водний розчин поліетиленгліколю та водно-спиртовий розчин мономеру гександіол діакрилату, що є фотополімером. За допомогою системи трубок формується два концентричних потоки: водний розчин в центрі і розчин мономера зовні. У поверхневому шарі струменя утворюється не звичайна емульсія, що складається з крапель, а взаємно безперервна емульсія - розгалужена структура з каналів, що перетинаються, з різним складом.

Як наночастинки дослідники використовували кремнієві частинки діаметром 22 нанометри, вкриті поверхнево-активною речовиною. Основою методу є те, що наночастинки самостійно накопичуються на кордоні розділу двох фаз. Після цього потік рідини опромінюється ультрафіолетом, і фотополімер затвердіває. Оскільки водний розчин при цьому залишається рідким і видаляється, в результаті залишається трубка з пористою полімерною структурою, на поверхні якої закріплено безліч кремнієвих наночастинок.

Дослідники протестували отримані пористі трубки, відфільтрувавши колоїдний розчин золотих наночастинок з розмірами, порівнянними з розмірами вірусів. Вчені зазначають, що метод можна використовувати для широкого спектру матеріалів мембран і наночастинок, що покривають їх.

Нещодавно американські вчені виявили, що графен, отримуваний з полімерної плівки за допомогою лазера, може проявляти сильні антиобростаючі властивості при додатку до нього невеликої напруги.