https://zao-news.ru

Ученые из Кабардино-Балкарского государственного университета имени Х. М. Бербекова совместно с коллегами из Института нефтехимического синтеза Российской академии наук разработали основу для фильтрационных мембран, способных выдерживать многократную стерилизацию перегретым паром. Мембраны прошли испытания в течение 270 часов при температуре 121 °C и давлении 1,3 бара, при этом полностью сохранили свои механические свойства, пористую структуру и скорость фильтрации воды. Половолоконные мембраны представляют собой тонкие пористые трубочки: их стенки пропускают воду, но удерживают частицы примесей, вирусы и бактерии. Компактные фильтрующие модули состоят из множества таких волокон. Чаще всего такие мембраны изготавливают из специальных полимеров: полисульфона, полиэфирсульфона и поливинилиденфторида. Однако со временем на их поверхности образуются биопленки из микроорганизмов, которые затрудняют прохождение воды, снижают эффективность фильтрации, сокращают срок службы фильтров и увеличивают энергопотребление. Один из способов борьбы с биопленками — стерилизация перегретым паром в автоклаве, однако не все мембраны выдерживают многократные циклы такой обработки: структура пор может нарушиться, и фильтр перестанет справляться со своей задачей. Для решения этой проблемы исследователи синтезировали около 30 разновидностей термостойкого полимера — полифениленсульфона. Изучив их химическую структуру и молекулярную массу, они выбрали наиболее подходящий вариант. Из этого материала были изготовлены половолоконные мембраны, которые прошли детальное тестирование на прочность, структуру пор, скорость фильтрации и способность задерживать загрязнения. После многочисленных циклов стерилизации волокна полностью сохранили свои основные характеристики. По словам младшего научного сотрудника Алисы Борисовой, мембраны не утратили форму, пористость и эффективность фильтрации. Доктор Илья Борисов, ведущий научный сотрудник, отметил, что мембраны показали высокий запас устойчивости, а их предельный срок службы в эксперименте достигнут не был. Полученные мембраны могут быть полезны для обеспечения безопасной питьевой воды в отдалённых населённых пунктах и районах, где невозможно или экономически невыгодно создавать централизованные системы водоподготовки. Исследовательский коллектив подчёркивает, что подобные результаты уникальны для мембран, изготовленных методом фазового разделения в растворах коммерчески доступного конструкционного пластика. Мембраны устойчивы к стерилизации перегретым паром и подходят для ультрафильтрации воды в условиях, где требуется регулярная стерилизация, например, в медицине, пищевой и фармацевтической промышленности, а также в биотехнологии. Повторное использование фильтров после дезинфекции позволяет существенно снизить затраты на замену, уменьшить простои оборудования и снизить количество отходов. В дальнейшем ученые планируют провести испытания разработанных мембран в реальных условиях, определить их максимальный срок службы, а также оценить влияние различных факторов эксплуатации — загрязнения, очистки, рабочего давления. После этого планируется создание промышленного мембранного модуля и переход к массовому производству. Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда.

Ученые разработали базу для долговечных водоочистных фильтров

Новости

События

Общество

Последние новости

Ученые разработали базу для долговечных водоочистных фильтров

Новости

События

Общество

Последние новости

Техническое обновление сайта