Учёные ДГУ создали мембраны для очистки воды с помощью ультразвука и магнитного поля

Исследователи лаборатории «Smart materials» Дагестанского государственного университета разработали пористые композитные мембраны, способные эффективно разлагать стойкие органические загрязнители в воде под воздействием ультразвука и переменного магнитного поля. Результаты работы опубликованы в международном журнале Materials Today Catalysis издательства Elsevier.

В основе разработки — мембраны из фторполимера и наночастиц гексаферрита бария. Научная группа под руководством кандидата химических наук Фарида Оруджева систематически изучила способность нового материала разрушать органические загрязнения.

Главное достижение — материал активируется без прямого контакта и без использования света. Под действием ультразвука мембрана работает в режиме пьезокатализа, генерируя гидроксильные радикалы, которые разлагают токсичные вещества на безвредные компоненты. Степень очистки достигает 96% за 60 минут.

Впервые в мире на мембранах данного типа продемонстрирован магнитно-индуцированный пьезокатализ. Под действием переменного магнитного поля частицы внутри мембраны создают микродеформации, передающиеся полимерной матрице и генерирующие электрические поля, разрушающие загрязнения. При этом бесконтактном методе эффективность деградации достигает 81%. Мембраны обладают высокой механической стабильностью и выдерживают многоразовые циклы без потери свойств.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект № 22-73-10091-П).

Ректор ДГУ Муртазали Рабаданов высоко оценил значимость работы, назвав её примером решения прикладных экологических задач. Он подчеркнул, что создание энергоэффективных технологий очистки воды имеет колоссальное значение для экологии и устойчивого развития.

Руководитель исследования Фарид Оруджев отметил, что особая ценность работы — демонстрация возможности запуска каталитических процессов с использованием низкочастотного переменного магнитного поля (всего несколько герц). Это принципиально новый подход, открывающий перспективы создания энергоэффективных систем бесконтактной очистки воды без сложного высокочастотного оборудования.

В будущем технология может лечь в основу компактных фильтров для промышленных стоков, систем автономной водоочистки, активируемых удалённо, а также новых типов пьезоэлектрических генераторов.