Учёные Дагестанского государственного университета разработали инновационную технологию очистки воды. Технология представляет собой «умные» стеклянные фильтры, которые под воздействием солнечного света уничтожают бактерии и самоочищаются.
Исследователи использовали метод атомно-слоевого осаждения, чтобы нанести на поверхность стекла сверхтонкую плёнку — в тысячи раз тоньше человеческого волоса. Эта плёнка из оксидов титана и ванадия обладает фотокаталитическими свойствами: под воздействием света она запускает химические реакции, разрушающие патогенные микроорганизмы и органические молекулы.
Работа выполнена междисциплинарным коллективом учёных из Махачкалы (ДГУ и ДГМУ), Нижнего Новгорода (ННГУ) и Санкт-Петербурга (СПбГУ).
В отличие от традиционных фильтров, накапливающих загрязнения или требующих замены картриджей, разработка учёных ДГУ работает по принципу фотокатализа. Сам материал не расходуется и может использоваться многократно. При облучении светом на поверхности нанопокрытия образуются активные формы кислорода, которые эффективно уничтожают бактериальные клетки и разлагают органические загрязнители.
«Наши материалы работают как фотокатализаторы. При воздействии света нанопокрытие запускает химические реакции, которые разрушают бактерии и другие загрязнители. При этом сам фильтрующий материал не расходуется и может использоваться многократно», — отметила руководитель проекта, кандидат химических наук Абай Максумова.
Разработка особенно актуальна для регионов с ограниченным доступом к качественной питьевой воде. Фильтры с нанопокрытием могут стать основой современных многоразовых систем очистки как для питьевой, так и для сточной воды. Ключевое преимущество — использование в качестве подложки стеклянных шариков, которые уже применяются в системах водоочистки. Это позволяет легко интегрировать разработку в существующие промышленные установки.
Особенность технологии — возможность точной настройки свойств покрытия. Изменяя состав оксидов металлов и толщину наноплёнки, учёные могут создавать фильтры, эффективные против конкретных штаммов микроорганизмов. Исследователи уже работают над несколькими направлениями: помимо стеклянных шариков, команда создаёт нанопокрытия для керамических и полимерных мембран, а также для воздушных фильтров на основе тканевых и бумажных материалов.
Команда опубликовала результаты работы в высокорейтинговом журнале Journal of Industrial and Engineering Chemistry (Q1). Проект реализуется в рамках регионального конкурса Российского научного фонда и является частью программы развития ДГУ «Приоритет-2030».
