Наноразмерные решения проблемы нехватки воды
Основная миссия недавно созданного Центра очистки воды с применением нанотехнологий (Nanotechnology Enabled Water Treatment, NEWT), консорциума на базе Университета Райса под руководством эколога-инженера Педро Альвареса, — производить больше пригодной для питья воды там, где она нужнее всего.
Центр, основанный благодаря пятилетнему гранту в 18,5 млн долларов от Национального научного фонда США (NSF), призван изменить экономику водоочистки. Он разрабатывает компактные, мобильные, автономные системы на основе нанотехнологий, чтобы обеспечить чистой водой миллионы людей. Вторая цель — сделать энергопроизводство в США более устойчивым и рентабельным с точки зрения водопользования.
«Я думаю, наш главный вклад через 10 лет будет в обеспечении питьевой водой, — говорит Альварес. — Мы создадим небольшие портативные установки для гуманитарных миссий и чрезвычайных ситуаций». Он также ожидает значительного прорыва в опреснении с низким энергопотреблением и в решении проблем с водой в нефтегазовой отрасли. Технологии центра позволят использовать нетрадиционные источники, такие как солоноватые грунтовые воды или ливневые стоки.
Одна из первых разработок — адсорбционный фильтр на основе блока угля с внедренными наночастицами, эффективно удаляющими оксианионные загрязнители (нитраты, мышьяк, хроматы). Хотя изначально фокус был на децентрализованных системах, технологии NEWT, например, более эффективные и устойчивые к загрязнению мембраны, могут найти применение и на крупных муниципальных станциях.
«Нехватка чистой воды — огромное препятствие для развития человеческого потенциала, — подчеркивает Альварес, объясняя свою мотивацию. — Кроме того, энергетической отрасли нужны решения для повторного использования воды в засушливых регионах добычи». Использование уникальных свойств материалов на наноуровне позволяет создавать многофункциональные, компактные и модульные реакторы, способные очищать сложные воды в удаленных локациях, что является ключом к видению децентрализованной водоочистки.