Исследователи из Университета Квинсленда разработали мембрану, которая ускоряет движение молекул, не снижая точности разделения. Технология может повысить эффективность энергоёмких промышленных процессов — от очистки химикатов до производства устойчивого топлива. Работа опубликована в журнале Science. Об этом рассказывает сайт Phys.org.
Ключ к решению — крошечные каналы шириной менее одного нанометра, примерно в 100 000 раз тоньше человеческого волоса. Химический инженер Сиванг Чжан, директор центра UQ Dow по устойчивым инновациям, пояснил, что эти каналы похожи на «молекулярные магистрали», но обычно создают трение и барьеры. Учёные ввели в них само-вращающиеся ионы аммония, превратив жёсткий канал в динамичную среду, которая помогает молекулам двигаться быстрее.
В экспериментах по разделению этанола и воды новая мембрана показала десятикратное улучшение точности разделения по сравнению со стандартной фильтрационной мембраной. Транспорт воды увеличился примерно на 44%, а прохождение этанола снизилось на 90%. Следующий шаг — внедрение технологии в промышленность: энергоэффективные разделения, извлечение ресурсов, утилизацию CO₂ и защиту окружающей среды.