Когда из арахиса и семян подсолнечника извлекают растительное масло, остаются отходы, известные как жмых масличных культур. По данным нового исследования, белки, полученные на основе этого продукта, могут быть использованы для фильтрации тяжелых металлов из загрязненной воды.

Белки, используемые в фильтрационных мембранах, были получены из арахисового и подсолнечного шрота ( см. фото). Depositphotos

Недавнее исследование было проведено учеными из сингапурского Наньянского технологического университета (NTU) и швейцарского исследовательского института Цюриха (ETH Zurich).

Первым делом ученые извлекли белковые волокна из арахисовой и подсолнечной муки, а затем скрутили белковые цепочки в наноразмерные структуры, напоминающие веревки, которые получили название амилоидных фибрилл. Затем фибриллы объединили с мелкодисперсным активированным углем, сформировав гибридные фильтрационные мембраны.

В результате использования этих мембран было обнаружено, что они удаляют до 99,89% тяжелых металлов из воды, загрязненной свинцом, платиной и хромом. Таким образом, после очистки вода полностью соответствовала международным стандартам питьевой воды. Это объясняется тем, что фибриллы действуют подобно "молекулярному ситу", втягивая и задерживая проходящие мимо ионы тяжелых металлов.

По расчетам ученых, для очистки бассейна олимпийского размера, загрязненного свинцом в концентрации 400 частей на миллиард, потребуется всего 16 кг (35 фунтов) подсолнечного белка. Когда мембраны пропитаются металлами, их можно высушить, а затем сжечь. При этом органические волокна будут разрушены, но металлы останутся, так что наиболее ценные из них (например, платина) могут быть использованы повторно.

Кроме того, белковые амилоидные фибриллы в процессе эксплуатации остаются в мембране и не попадают в отфильтрованную воду. Это важный факт, поскольку некоторые виды амилоидов могут вызывать повреждение тканей и отказ органов, в процессе их образования и накопления в организме.

Эксперты надеются, что после дальнейшей доработки новые фильтрующие мембраны могут стать недорогой альтернативой традиционным технологиям, в частности обратному осмосу, который не только стоит дороже, но и нуждается в электроэнергии. В качестве дополнительного бонуса, производство таких мембран обеспечит еще одно применение жмыху, который иногда используется в качестве корма для животных или прикорма для рыбной ловли, а в большинстве случаев просто выбрасывается.

"Наши мембраны на основе белка созданы с помощью экологичного и устойчивого технологического процесса и не требуют для своей работы значительных затрат электроэнергии, что делает их пригодными для использования во всем мире, особенно в слаборазвитых странах", - рассказывает профессор NTU Али Мизерес, возглавлявший исследование вместе с профессором ETH Раффаэле Мецценга. "Наша работа поставила хэви-металл на свое законное место - в качестве музыкального жанра, а не как загрязнитель питьевой воды".

Исследование было подробно описано в статье, недавно опубликованной в журнале Chemical Engineering Journal.

Источник: Nanyang Technological University, Journal Chemical Engineering.
(https://www.ntu.edu.sg/news/detail/plant-waste-removes-heavy-metal-from-water)
(https://www3.ntu.edu.sg/CorpComms2/research%20papers/Plant%20membrane.pdf)