IBM и чистая вода

Корпорация IBM, компания Central Glass (со штаб-квартирой в Токио, Япония) и научная организация King Abdul Aziz City for Science and Technology (KACST) из Саудовской Аравии сегодня представили новую мембранную технологию, которая призвана облегчить решение проблемы растущей нехватки питьевой воды во всем мире. Ученые из IBM Research совместно со своими коллегами из Central Glass, KACST и Университета штата Техас в Остине создали новую мембрану, которая обеспечивает фильтрацию из воды солей, а также потенциально опасных для здоровья токсинов подобно соединениям мышьяка, используя при этом меньше энергии по сравнению с другими методами очистки воды.

Сегодня каждый пятый человек на Земле страдает от нехватки питьевой воды. По данным Всемирной организации здравоохранения, загрязненная соединениями мышьяка вода вызывает особое беспокойство врачей и ученых во всем мире уже с 1990-х годов. Токсичность мышьяка кумулятивна (обладает способностью к накоплению); исследования, проведенные в странах с населением, вынужденным в течение длительного времени потреблять загрязненную соединениями мышьяка воду, показывают, что один из десяти человек, пьющих такую воду, может, в конечном счете, умереть от раковых болезней, которые могут быть вызваны отравлением мышьяком — таких болезней как рак легких, рак мочевого пузыря и рак кожи.

Мембранная фильтрация в настоящее время является одним из наиболее энергетически эффективных способов очищения воды от солей и повышения ее качества. Однако, обычные мембраны, используемые сегодня, легко разрушаются в результате хлорирования воды, которые повсеместно используются для предотвращения размножения в воде бактерий, способных причинить вред здоровью. Объединенная команда исследователей разработала новую концепцию мембранных материалов, которая позволяет сочетать стойкость к разрушению от хлора и высокие сепарационные свойства в слабощелочной среде, что делает возможным, наряду с деминерализацией воды, удаление и соединений мышьяка.

<Вследствие того, что чистая вода становится все большим дефицитом, и болезни, возникающие по причине потребления загрязненной воды, поражают все большее число людей на Земле, важность быстрого создания эффективных методов очистки воды трудно переоценить, — говорит Боб Аллен (Bob Allen), руководитель проекта по очистке воды в Альмаденском исследовательском центре IBM (Almaden Research Center). — Исследования, которые мы проводим, и многообещающие результаты, которые мы видим, позволяют надеяться на создание новой парадигмы того, как мы управляем природными ресурсами, такими как вода>.

Мембрана, благодаря своим уникальным химическим свойствам, содержит ионизируемые вещества-<гидрофобы>(отталкивающие воду), которые, попадая в слабощелочную среду, претерпевают радикальное изменение, приобретая устойчивую<гидрофильность>(способность смачиваться водой). Иными словами, мембраны, сделанные из фтористых материалов, в щелочной среде превращаются из гидрофильтров с малой пропускной способностью воды в гидрофильтры с высокой пропускной способностью воды. Этот эффект исследователи называют<водной супермагистралью>. По удачному стечению обстоятельств, водородный показатель pH также является причиной ионизации мышьяка, что, в определенной степени, облегчает сепарационную функцию очистных деминерализационных мембран. Благодаря этим свойствам и химическим реакциям, соединения мышьяка при прохождении загрязненной воды через мембрану отфильтровываются.

<Доступ к чистой питьевой воде — это проблема не регионального, а глобального масштаба, — считает доктор Тарки Аль-Сауд (Turki AlSaud), вице-президент исследовательских институтов в KACST. — В настоящее время Саудовская Аравия является крупнейшим производителем опресненной (деминерализованной) воды в мире, и королевство продолжает инвестировать в исследования и разработки, чтобы сделать чистую питьевую воду более доступной. Наш совместный с IBM исследовательский проект предлагает инновационные технологические решения, прокладывая путь к созданию экономически эффективных технологий в области водоочистных мембран, что поможет удовлетворить глобальный спрос на чистую свежую воду>.