Исследователи из Португалии разработали очищающие воду чайные пакетики, внутри которых находится пористая пена из оксида графена. Предполагается, что такие системы могут оказаться полезными для удаления растворенной в воде ртути.

Паула Маркес (Paula Marques) с коллегами из Университета Альвейро синтезировала пены, нагревая оксид графена с аммиаком и получая при этом пористый трехмерный материал с большой площадью поверхности. После скрининга полученного материала на предмет его способности абсорбировать различные токсичные загрязняющие вещества исследователи сфокусировали свое внимание на ртути. Как поясняет Маркес, решение поместить пену в пакетики было принято после того, как было обнаружено, что иногда пена разрушается, к тому же форма чайного пакетика оптимальна для контакта его содержимого с водой (что, в принципе, подтверждается многочисленными работами самих производителей чая).

Исследователи заявляют, что

прототипы «пакетиков для очистки воды» могли удалять до 96% ртути, растворенной в чистой воде, что превосходит по показателям «золотой стандарт» систем по очистке воды от ионов тяжелых металлов – активированный углерод.

Когда исследователи перешли от моделей к реальной речной воде, содержащей дополнительные загрязнения, новый материал еще демонстрировал хорошие показатели, извлекая 82% металла. Наихудшие результаты достигаются в морской воде – в ней степень извлечения ртути составляет всего 42%, возможно из-за большой конкуренции между катионами, взаимодействующими с отрицательно заряженными функциями материала.

Рис. 1. Большая площадь поверхности углеродной пены, полученной из оксида графена, обеспечивает ее способность по поглощению ртути. (Рисунок: © Gil Gonçalves).

Помимо неплохой производительности у нового материала есть еще ряд достоинств, отличающих его в выгодную сторону от известных систем очистки воды – они могут быть использованы повторно, их просто синтезировать, могут быть произведены в значительных количествах по относительно умеренной стоимости, а также на их производительность не влияет рН.

Исследователи отмечают, что их система может использоваться для очистки загрязненных вод химических предприятий, в настоящее время они ищут партнеров с химических производств для коммерциализации технологии.

Другое возможное направление применения разработки – использование системы для очистки питьевой воды в тех областях, где высокое содержание ртути является проблемой, однако для такого применения требуется решение еще немалого количества задач.