Команда профессора Пак Чи-Юнга успешно разработала нетипичный пористый полимерный материал, который может полностью удалять фенольные органические загрязнения в воде на сверхвысоких скоростях. Разработанный пористый материал может эффективно удалять не только микропластик в воде, но и летучие органические соединения (ЛОС) очень малого размера на основе фототермического эффекта. В то же время ожидается, что этот материал будет использоваться в качестве высокоэффективного адсорбционного материала, который в будущем может быть коммерциализирован, поскольку он обладает конкурентоспособностью по стоимости на основе сырья и позволяет осуществлять процесс очистки воды на основе солнечной энергии.

Загрязнение воды, вызванное быстрым развитием химической промышленности, является актуальной проблемой, и для ее решения были разработаны различные технологии и материалы для очистки воды. Пористые материалы на основе углерода, использующие существующие механизмы адсорбции, имеют ограничения в том, что скорость адсорбции низкая, а для переработки требуется высокая тепловая энергия. Хотя были разработаны различные материалы для повышения эффективности удаления загрязнений, было трудно разработать материалы, которые одновременно удовлетворяли бы требованиям отличной перерабатываемости, высокой эффективности, экономичности сырья и потенциала индустриализации.

Группе профессора кафедры энергетических наук и инженерии DGIST Пак Чи-Янга удалось синтезировать пористый полимер с отличными адсорбционными и фототермическими свойствами путем реакции с недорогим и эффективным прекурсором. Также была проведена дополнительная реакция окисления полимера, и на основе полученных результатов была введена гидрофильная функциональная группа для быстрой адсорбции микрозагрязнителей в водной среде.

Кроме того, в ходе экспериментов было подтверждено, что полимер, разработанный исследовательской группой, не требует высокой тепловой энергии для переработки и может использоваться многократно без потери характеристик.

Исследовательская группа создала мембрану для очистки воды, способную испарять воду с использованием солнечной энергии в качестве движущей силы благодаря способности разработанного полимера широко поглощать свет и преобразовывать поглощенный свет в тепло. В результате было подтверждено, что мембрана для очистки воды, покрытая окисленным полимером, может очищать фенольные загрязнения с помощью солнечного света.

Профессор кафедры энергетической науки и инженерии DGIST Пак Чи-Янг сказал: "Разработанная нами технология - это непревзойденная технология очистки воды с самой высокой в мире эффективностью очистки, удаляющая более 99,9% фенольных микропластиков и ЛОС-загрязнений в воде на сверхвысоких скоростях. Мы ожидали, что это будет универсальная технология с высокой экономической эффективностью, которая сможет очищать загрязненную воду и подавать питьевую воду даже в тех районах, где нет электроснабжения".

Результаты исследования были отобраны и опубликованы в журнале Advanced Materials.