Китайские ученые создали принципиально новый фильтр для воды, который, по заявлениям авторов, намного лучше современных аналогов справляется с удалением соли. В основе разработки результаты единственной посвященной биохимии статьи математика Алана Тьюринга. Исследование опубликовано в журнале Science.
Знаменитый британский информатик и математик Алан Тьюринг известен в первую очередь как человек, взломавший код шифровальной машины «Энигма», которой пользовались нацистские военные. Однако в 1952 году он также написал работу о математической модели морфогенеза, то есть возникновения и развития органов и частей тела животных. В частности, его модель подходит для описания полос у зебры, пятен у леопарда или щупалец гидры. В его модели два химических вещества поочередно прерывают действие друг друга, в результате чего возникают подобные структуры. Сегодня такие вещества называют морфогенами — их выделяют клетки, а действие морфогенов можно описать математически — через различную скорость диффузии сквозь ткани.
В новой работе сотрудники Чжэцзянского университета использовали модель Тьюринга для того, чтобы создать структуры из органических веществ, хотя и не имеющих непосредственное отношение к живой природе. В их работе используются полиамиды — линейные синтетические высокомолекулярные соединения на основе группы CONH. Эти вещества образуются при реакции тримезоилхлорида и пиперазина, однако их диффузия в растворе не совсем соответствует модели Тьюринга. Чтобы обеспечить аналогичные модели условия, химики добавили поливиниловый спирт. В результате получилось вещество со структурой в виде переплетенных полых нитей толщиной в несколько десятков нанометров, причем параметры продукта можно регулировать, изменяя соотношения реактивов.
Ученые проверили способность полученного материала фильтровать воду. Оказалось, что молекулы крупных солей, таких как сульфат магния, удаляются практически полностью, а концентрация обычной соли (хлорида натрия) уменьшалась более чем вдвое. Тесты показали, что вещество способно фильтровать 125 литров воды в час при прокачке под давлением в пять атмосфер, что по заявлениям авторов в три раза эффективнее, чем для доступных на рынке фильтров. В текущем варианте фильтр не подходит для создания питьевой воды, но уже может быть использован для очистки промышленных стоков. Более того, данный подход может привести к созданию еще более эффективных веществ.
Источник: https://indicator.ru/news/2018/05/07/tyuring-opresnitel-dlya-vody/
