Химики Санкт-Петербургского госуниверситета в сотрудничестве с коллегами из Тяньцзиньского университета (Китай) разработали новые ультрафильтрационные мембраны для очистки воды, которые являются эффективными и экологически чистыми. Они созданы на базе производных целлюлозы. Как сообщают разработчики в интервью «Известиям», традиционно для водоочистки применяются мембраны из полимеров на нефтяной основе (полисульфон, полиэфирсульфон, полиамиды и поливинилиденфторид).

Несмотря на то, что эти материалы демонстрируют отличные механические характеристики и эффективно выполняют свои функции, их использование сопряжено с серьезными экологическими проблемами и создает зависимость производителей от нефтехимической промышленности. К тому же процесс их создания приводит к образованию значительного углеродного следа, а утилизация таких материалов может вызывать выделение токсичных веществ и способствовать появлению микропластика, который способен собираться как в водоемах, так и в почве.

«Наша исследовательская команда создала ультрафильтрационные мембраны на основе смеси ацетата и нитрата целлюлозы, предназначенные для разделения белковых растворов. Их работа основана на методе ультрафильтрации, который предполагает мембранное разделение под давлением, действующее по принципу сита. В работе мелкие частицы проходят через фильтр, в то время как крупные загрязнения задерживаются», - объяснила Анастасия Пенькова, которая является автором исследования, профессором кафедры аналитической химии Санкт-Петербургского государственного университета.

По словам исследовательницы, для создания мембран ученые применили метод, в рамках которого полимерный раствор наносится на специальную подложку, формируя тонкий и равномерный слой. Затем этот слой помещается в коагуляционную ванну. На финальном этапе химики использовали методы машинного обучения для оптимизации состава материала и повышения его транспортных характеристик.

Мембраны, разработанные для промышленного применения, обладают универсальными возможностями. Эта технология способна очищать как бытовую, так и питьевую воду. В рамках исследования был осуществлён первый опыт использования нитрата целлюлозы для создания ультрафильтрационного сырья, предназначенного для разделения белков. Для оценки эффективности планируется дальнейшее развитие технологии и изучение долговременной стабильности материала.