Вода, которую мы используем каждый день, проходит очистку на станциях аэрации и сбрасывается в реки. Но в последние годы все чаще очищенную воду повторно используют в быту и промышленности — это помогает бороться с нехваткой воды. Очистка удаляет вредные вещества, включая фосфор (он провоцирует цветение водорослей) и опасные микроорганизмы, например кишечную палочку. Фосфор содержится в удобрениях, моющих средствах, навозе, но если он попадает в водоемы, то вызывает бурный рост тины.

Группа ученых из Корейского института науки и технологий под руководством докторов Чхве Джэ-У и Чо Кёнджин разработала новый материал для очистки воды. Он быстро и эффективно извлекает фосфор и одновременно обеззараживает воду. Уникальность в том, что материал не просто очищает, а позволяет повторно использовать фосфор — например, в удобрениях или моющих средствах. Это шаг к экономике замкнутого цикла.

Результаты опубликованы в издании Advanced Composites and Hybrid Materials.

Ключевая особенность — наноструктура в форме морского ежа. Материал извлекает до 1,1 кг фосфатов на 1 кг своего веса всего за пять минут. Это намного быстрее существующих технологий.

Система работает без электричества — вместо этого используется магнитное поле. Энергопотребление снижено на 99% по сравнению с традиционными методами. Это сокращает выбросы CO₂ и удешевляет процесс.

Технология подходит для:

• Очистных сооружений
• Промышленных и сельскохозяйственных стоков
• Мобильных систем для зон без инфраструктуры

В перспективе ее можно применять в портативных фильтрах, системах экстренной очистки после катастроф или в умных фермах.

Наша разработка объединяет две задачи — удаление фосфора и обеззараживание воды, причем без хлора и электричества, — говорит доктор Чхве Джэ-У.

«Морские ежи» — это не просто метафора, а реальная структура материала, которая позволяет точно управлять частицами в воде с помощью магнитов», — добавляет доктор Чон Ёнгюн, ведущий автор исследования.

Этот метод решает сразу три проблемы:

1. Экология — предотвращает цветение воды, снижает нагрузку на водоемы.
2. Экономика — фосфор можно использовать повторно, сокращая затраты на производство удобрений.
3. Энергоэффективность — система почти не требует электричества, что критично для удаленных регионов.

Особенно ценно, что технология масштабируема: от промышленных очистных до портативных фильтров для стран с дефицитом воды.

Пока неясно, как материал поведет себя в условиях крайне загрязненных стоков — например, при высоких концентрациях тяжелых металлов. Также нет данных о долговечности наноструктуры после многократного использования.

Ранее мы опубликовали 10 инновационных технологий для очистки сточных вод.