Естественно вдохновленная, многоразовая система, которая очищает воду и строится

В природе взаимодействие молекул на границе различных жидкостей может привести к новым структурам. Эти самосборные молекулы делают возможным образование клеток и способствуют развитию всей жизни на Земле.

Они также могут быть разработаны для выполнения конкретных функций, и теперь команда исследователей Penn State предоставила эту возможность для разработки материала, который может удалить постоянные загрязнители из воды. Исследователи недавно опубликовали свои выводы в расширенных функциональных материалах.
Ro Water Filter

«Мы черпали вдохновение из биологических систем, чтобы увидеть, сможем ли мы получить аналогичные явления, чтобы появиться с небиологическими молекулами»,-сказал Скотт Медина, доцент кафедры биомедицинской инженерии и соответствующий автор в статье.

Для их эксперимента исследователи решили включить фтор, элемент, который обычно не встречается в природе, в аминокислоту, и смешать его с фторированным маслом, чтобы направлять ее молекулярную организацию. Команда добавила фторированное масло в воду, где он образовал бусин, состоящий из фториновой капли, окруженной аминокислотным покрытием. Когда исследователи переворачивали флакон, чтобы выставить бусин в воздух, компоненты бусинки переставили сформировать пленку. Составленный из тонкого слоя фторированного масла, окруженного двумя слоями микроскопических аминокислотных кристаллических структур, эта пленка может переставить себя в шарику, когда его волнуют и взять с собой другие фторированные молекулы.

«Фтори не хорошо играют с другими, поэтому, если вы собрали их вместе, есть очень сильные взаимодействия», - сказала Медина. «Фторированные загрязняющие вещества в воде хотят отделиться от воды и найти другие богатые фторами вещества».

Это явление и способность соединения переключаться между состоянием пленки и формой бусина вызвало интерес исследователей к возможным захвату загрязняющих веществ. Per- и PolyfluoroAlcyl-вещества (PFA) представляют собой искусственные химические вещества, содержащие фтор, обычно используемые для производства продуктов, получающих водоснабжение или жир. Их молекулярная структура позволяет им накапливаться в среде и человеческое тело постоянно.

«Природа не развила способы эффективно разбить фториносодержащие молекулы, поэтому эти соединения остаются в течение долгого времени»,-сказала Медина. «Они входят в сточные воды и почву, пробираются в питьевую воду и пищу, и мы потребляем их-и наши тела тоже не очень хорошо их унижают».

Чтобы проверить потенциал нового соединения для захвата PFA, исследователи добавили загрязненную воду в пластиковый контейнер, покрытый их фторированной аминокислотой пленкой. Фильм запечатлел вещества PFAS в течение двух часов и смог удержать их до 24 часов. На этом этапе пленка, содержащая ПФА, может быть взволнована, чтобы реформировать себя в сплоченную бусин, который можно легко собрать из теперь продуманной воды.

Исследователи планируют дополнительно изучить эти возможности извлечения загрязняющих веществ, изучая не только очистку воды, но и потенциал для сбора соединений из воздуха. Благодаря дальнейшему исследованию его применения фторированное соединение может стать инструментом удаления многофункционального загрязнения для использования в различных условиях.

«Существует много усилий, предпринимаемых по изучению токсикологии ПФО и как их регулировать», - сказала Медина. «Этот материал может быть реализован для удаления PFA из питьевой воды-и мы думаем, что он может иметь много полезности и в других областях».