Большая проблема водоочистных систем — биологическое зарастание. На поверхности фильтров оседают бактерии и вирусы, образуя биопленки, которые сводят на нет эффективность очистки. Менять картриджи часто – дорогое удовольствие, а химическая «чистка» вредит экологии. Идеальным решением могла бы стать обычная обработка паром — дешево, быстро и без химикатов. Но здесь инженеры столкнулись с парадоксом: полимерные мембраны, используемые сегодня, попросту не выдерживают горячего пара. Он их разрушает.
Решение этой проблемы нашли ученые Кабардино-Балкарского государственного университета (КБГУ) в сотрудничестве с коллегами из Института нефтехимического синтеза (ИНХС РАН). Они создали материал, которому высокотемпературная влажная обработка не страшна. Результаты разработки опубликованы в авторитетном журнале Polymers .
Секрет новой разработки — в особом полимере на основе полифениленсульфона (ПФСФ). Как объясняет ведущий научный сотрудник Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий КБГУ Илья Борисов, в настоящее время на рынке нет полимерных мембран, устойчивых к такой обработке — пары воды при высокой температуре разъедают полимерные фильтры. Российская разработка, напротив, выдерживает более 300 часов паровой стерилизации, оставаясь пригодной для многократного использования.
Но главное достоинство мембраны не только в долговечности. Она способна задерживать как крупные частицы, так и мельчайшие патогены — вирусы и бактерии, а также токсичные продукты их жизнедеятельности. При этом система не требует высокого давления.
«Разрабатываемая нами технология нужна в регионах, где существует дефицит чистой воды. Технология ультрафильтрации с применением новой мембраны предполагает небольшие затраты на создание давления в системе (до трех бар). Такое решение особенно эффективно в регионах, где нет крупных промышленных очистных сооружений»,
— объяснил ученый.
Сейчас исследователи готовятся к серии длительных экспериментов, чтобы точно определить максимальный срок службы новых фильтров. Работы ведутся при финансовой поддержке Российского научного фонда (Проект №25-19-68075).