Разработан инновационный материал для очистки воды с помощью солнечного света
25.03.2025
Команда ученых, объединив мягкие химические гели с электроформовкой, разработала инновационный материал, способный использовать солнечный свет для устранения вредных загрязнителей из воды. Ультратонкие полоски диоксида титана (TiO2), созданные этой командой, уже нашли свое применение не только в солнечных батареях, газовых датчиках и технологиях самоочистки, но и в преодолении ограничений традиционных систем TiO2.
Новые структуры, известные как наноматы, были открыты командой, и они обладают способностью поглощать больше света, чем TiO2. Это позволяет им использовать солнечную энергию для разрушения загрязнителей в воздухе и воде, что делает их эффективнее и упрощает процесс фильтрации. Ранее TiO2 использовался только для поглощения УФ-света, что ограничивало его эффективность. Но добавление меди в материал позволило преодолеть это ограничение и достичь выдающихся результатов в создании систем солнечного топлива.
Ведущий автор исследования и профессор материаловедения и инженерии в Университете штата Огайо, Пелагия-Ирен Гума, отметила, что невозможно было просто создать что-то вроде одеяла, которое можно было бы положить на воду и начать генерировать энергию. Однако их команда единственная, кто разработал такие структуры, и единственная, кто продемонстрировал их работоспособность.
Исследование Гума и её коллег показало, что когда свет поглощается TiO2, это приводит к образованию электронов, которые способны окислять воду и разрушать загрязняющие вещества. При добавлении меди процесс ускоряется, что делает его более эффективным. Наноматериалы были тщательно изучены для выявления их уникальных свойств.
Когда они обнаружили то, что заставило их удивиться, это оказалось тем, что эти маты превосходили стандартные солнечные батареи в производстве энергии при естественном свете.
"Эти наноматы могут быть использованы как источник энергии или для очистки воды, — пояснил Гума. — В обоих случаях вы получаете катализатор с самой высокой на сегодняшний день эффективностью".
Лёгкие, многоразовые и легко удаляемые коврики из волокон могут плавать на любом водоеме.
Они показывают огромный потенциал для борьбы с промышленным загрязнением в странах третьего мира.
Исследовательская группа уже собирается дальше улучшать материал, так как наноматериалы не порождают вредных отходов, а потому считаются экологически безопасными. Гума утверждает, что данный материал абсолютно безопасен и исключительно чист. Он добавляет, что этот материал является совершенно новым в области нанотехнологий и вызывает восхищение у исследователей. В результате, загрязненные водоемы могут стать источниками безопасной питьевой воды.
Новые структуры, известные как наноматы, были открыты командой, и они обладают способностью поглощать больше света, чем TiO2. Это позволяет им использовать солнечную энергию для разрушения загрязнителей в воздухе и воде, что делает их эффективнее и упрощает процесс фильтрации. Ранее TiO2 использовался только для поглощения УФ-света, что ограничивало его эффективность. Но добавление меди в материал позволило преодолеть это ограничение и достичь выдающихся результатов в создании систем солнечного топлива.
Ведущий автор исследования и профессор материаловедения и инженерии в Университете штата Огайо, Пелагия-Ирен Гума, отметила, что невозможно было просто создать что-то вроде одеяла, которое можно было бы положить на воду и начать генерировать энергию. Однако их команда единственная, кто разработал такие структуры, и единственная, кто продемонстрировал их работоспособность.
Исследование Гума и её коллег показало, что когда свет поглощается TiO2, это приводит к образованию электронов, которые способны окислять воду и разрушать загрязняющие вещества. При добавлении меди процесс ускоряется, что делает его более эффективным. Наноматериалы были тщательно изучены для выявления их уникальных свойств.
Когда они обнаружили то, что заставило их удивиться, это оказалось тем, что эти маты превосходили стандартные солнечные батареи в производстве энергии при естественном свете.
"Эти наноматы могут быть использованы как источник энергии или для очистки воды, — пояснил Гума. — В обоих случаях вы получаете катализатор с самой высокой на сегодняшний день эффективностью".
Лёгкие, многоразовые и легко удаляемые коврики из волокон могут плавать на любом водоеме.
Они показывают огромный потенциал для борьбы с промышленным загрязнением в странах третьего мира.
Исследовательская группа уже собирается дальше улучшать материал, так как наноматериалы не порождают вредных отходов, а потому считаются экологически безопасными. Гума утверждает, что данный материал абсолютно безопасен и исключительно чист. Он добавляет, что этот материал является совершенно новым в области нанотехнологий и вызывает восхищение у исследователей. В результате, загрязненные водоемы могут стать источниками безопасной питьевой воды.