新しい水フィルターは、毒性重金属イオンと放​​射性物質を1​​回の通過で除去することができます。

フィルター膜は、ホエータンパク質繊維と活性炭との2種類の低コスト材料のハイブリッドである。 単純な技術は、通常は高価であり、特定の要素のみを除去することができ、またはフィルタ容量を非常に小さくすることができる既存の方法のいくつかの欠点を克服する。

「このプロジェクトは、私がこれまでにやったことの中で最も重要なことの一つです。」とETH Zurichの食品と柔らかい材料の教授であるRaffaele Mezzengaは言います。 同氏と同僚のSreenath Bolisetty氏は、 自然ナノテクノロジー.

ろ過システムの中心には、活性炭と硬質のホエータンパク質繊維からなる新しいタイプのハイブリッド膜があります。 2つの成分は安価で製造が簡単である。

ホエイタンパク質は変性され、それらが伸張し、最終的にはアミロイド原線維の形で一緒になる。 活性炭と共に、これらの繊維は、セルロース濾紙などの適切な基材材料に塗布される。 炭素含有量は98パーセントであり、タンパク質によって単なる2パーセントである。

貴重な金を回収

このハイブリッド膜は、鉛、水銀、金、パラジウムなどの工業的に関連する元素を含む、非特異的な様式で様々な重金属を吸収する。 しかし、放射性物質（ウランやリン-32など）も吸収され、核廃棄物や特定の癌治療に関連しています。

膜はまた、水から非常に有毒な金属シアン化物を除去する。 このクラスの材料にはシアン化金が含まれています。このシアン化物は回路基板上に導体トラックを作成するためにエレクトロニクス業界で一般的に使用されています。

膜は、フィルタリングと金を回収する簡単な方法を提供し、このようにフィルタシステムは、1日だけでなく、金のリサイクルにおいて重要な役割を果たし得ます。

メタンガン氏は次のように述べています。「回収された金による利益は、200とハイブリッド膜のコストを掛け合わせたものです。

機能

ろ過プロセスは非常に簡単です。汚染された水は真空によって膜を通って引き込まれます。

「十分に強い真空は、単純な手動ポンプで製造することができ、「Mezzenga、言う「システムは電気なしで動作させることができるようになります。」

このシステムはほぼ無制限に拡張可能であり、大量の水を浄化するのに費用対効果があります。

有害物質はフィルターを通して引き出されるので、個々の金属イオンがドッキングすることができる多数の結合部位を有するタンパク質繊維に主に「付着」する。 しかしながら、活性炭の広い表面積はまた、膜の飽和を遅延させる大量の毒素を吸収することができる。

さらに、タンパク質繊維は膜に機械的強度を付与し、高温で捕捉されたイオンを化学的に貴重な金属ナノ粒子に変換することができる。

非常に大容量

Mezzengaは、ハイブリッド膜のフィルター能力に熱心です。 塩化水銀を用いた試験では、例えば、ろ液中に存在する水銀濃度以上99.5％減少しました。

効率がさらに高い化合物の99.98％が膜に結合された有毒なシアン化金カリウム化合物、とした、または効率が99.97％より大きかった鉛塩、と。 そして、放射性ウランで、元の濃度の99.4％は濾過中に結合させました。

「私達はちょうど単一のパスで、これらの高い値を達成し、「Bolisetty氏は述べています。

でも複数のパスを介して、ハイブリッド膜は、信頼度の高い有害物質を除外します。 ろ液中の水銀濃度は10が経過した後のppmを0.4する4.2 ppm以下（単位：百万ドル当たりの部）から10倍に増加したが、使用されるタンパク質の量は極めて低かったです。

汚染された水10リットルをろ過するために、研究者たちは7分のXNUMXグラムの重さの膜を使用しました。そのうちのXNUMX重量パーセントはタンパク質繊維で構成されていました。

「ホエータンパク質の一つキロは水の90,000リットルを浄化するのに十分であろうが、「Mezzenga氏は述べています。

この効率は、この新しいアプローチの柔軟性を強調し、彼が追加され、膜の他のタンパク質含有量を添加することによって増加させることができる示唆する。

この技術の特許を取得しているMezzengaは、フィルターが市場に出ることを確信しています。

「そこにのための多数のアプリケーションがあり、水は私たちが今日直面する最も差​​し迫った問題の一つである、 "と彼は付け加えました。

情報源： スイス連邦工科大学チューリッヒ校

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