Наночастицы "Янус" превращают свет в тепло для очистки воды от загрязнителей

Инженеры из Йельского университета создали новую наночастицу, которая может стать основой для технологий очистки питьевой воды от устойчивых микрозагрязнителей.

Проблема: Следовые количества пестицидов, фармацевтических препаратов и перфтороктановой кислоты в источниках питьевой воды представляют серьёзный риск для здоровья. Эти микрозагрязнители не удаляются обычными методами очистки, а эффективные химические процессы с озоном, перекисью водорода или УФ-светом — дороги и энергозатратны.

Решение: В рамках исследовательского центра Nanotechnology-Enabled Water Treatment (NEWT) была разработана наночастица "Янус" — золотой наностержень, наполовину покрытый кремнезёмом (SiO₂). Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Как это работает:

• Стабильность: Частичное покрытие SiO₂ позволяет наночастицам хорошо диспергироваться в воде без стабилизаторов, непригодных для водоочистки.
• Фототермический эффект: Наностержни интенсивно поглощают свет (включая солнечный) и преобразуют его в тепло, локализованное на их поверхности. Это эффективнее, чем нагрев всего объёма воды.
• Фотокатализ: Та же часть наностержня действует как катализатор переноса электронов, способствуя разрушению микрозагрязнителей.

Значение: Это первая демонстрация использования данного фототермического явления для уничтожения загрязнителей. Технология потенциально может быть недорогой и устойчивой, поскольку использует солнечный свет.

Перспективы: Исследование находится на ранней стадии. Для реального применения необходимо масштабирование и, возможно, замена золота на менее дорогой материал. Работа стала примером междисциплинарного сотрудничества в рамках центра NEWT между специалистами по нанофотонике (Райс) и инженерами-экологами (Йель).