Už víme, jak uhasit žizeň budoucího světa - řešení je na dosah!

Pokud se drtivá většina klimatických vědců nemýlí, v příštích dekádách a staletích nás čeká rapidní úbytek sladkovodních toků v čele s kvalitní pitnou vodou. Voda jen tak nezmizí - ale kvůli extrémům ji budeme stále častěji zřejmě mít buď příliš mnoho jako při povodních, či příliš málo jako při suchu. Zatímco Severní Amerika a Evropa by z problémů měly vyjít relativně snadno, nejvíce ohroženy jsou oblasti Asie a prakticky celá Afrika. Pomocnou ruku by jejich žízni po vodě mohla nabídnout i nová, revoluční metoda levného odsolování vody skrze nanotechnologie.

Dokonalý filtr

Ačkoliv sedm desetin povrch Země zabírají oceány, drtivou většinu pozemské vody nemůžeme pít ani jí efektivně zavlažovat zemědělské plodiny. Odsolení mořské vody, tedy její proměňování na vodu sladkou odstraněním soli a dalších látek nevhodných pro konzumaci, samozřejmě není žádnou žhavou novinkou. Dnešní podoba tohoto procesu je však velmi drahým špásem, který nemůže uhasit potřeby miliard budoucích ohrožených lidí. Momentálně tak desalinovanou mořskou vodu pije jenom 1% světové populace.

Už za deset let by však poptávka mohla poskočit až na 14%. Majorita postupů desalinace přitom používá buď převaření vody (jen pro užitkovou vodu) či tzv. reverzní osmózu, která závisí na aplikaci tlaku na tekutinu kvůli jejímu prohnání celou sérií procesů filtrace, což vytváří velkou poptávku po elektřině. Výsledná voda se navíc musí ještě hodně upravovat. Vysokou cenu by výhledově mohly srazit nejrůznější postupy jako masová produkce továren na desalizaci či zisk energie z obnovitelných zdrojů. Celá soudobá náročnost desalinačních postupů však možná bude namísto toho vyřešena zcela novou technologií.

Nejedná se o nic menšího než nanofiltr, který je sto očistit mořskou vodu od soli při daleko menší námaze než reverzní osmóza. Již dnešní filtry jsou schopny odfiltrovat částečky na mikroskopické úrovni, již existující nanofiltry z grafenu však pracují v řádově menších velikostech. Vědci z Illinois navíc přišli na to, jak proces zefektivnit - stačilo k tomu jenom vyměnit osvědčený grafen za něco zcela jiného.

Filtrace bez námahy

Tým zkoušel vytvořit filtry tenké jenom jeden nanometr z různých látek, nakonec však došel k tomu, že nejlepších kvalit dosahuje disulfid molybdenu (MoS2). Při testech se ukázalo, že odstraňuje sůl až o 70% efektivněji než filtry grafenové. To znamená, že se desalinace obejde bez vysokého tlaku, který je třeba při reverzní osmóze, což celý proces zjednodušuje a zlevňuje.

"MoS2 má přirozenou výhodu ve své základní vlastnosti, molybden totiž na jedné straně přitahuje vodu, zatímco síra na straně druhé ji odpuzuje. Díky tomu póry proudí daleko větší množství vody," sdělil doktorand Mohammad Heiranian, první autor studie. "Najít materiály pro efektivní desalinaci bylo velkým oříškem, ale myslím, že tato práce pokládá základy pro materiály nové generace," podpořil jeho slova profesor Narayana Aluru z University of Illinois.

Do praktické aplikace je tedy ještě velmi daleko, na objev však původně vůbec nemuselo dojít. Vědci pod Alurovým vedením totiž původně desalinaci neřešili - jejich filtry jsou vedlejším produktem hledání využití nanofiltrů pro sekvencování DNA. Teprve mnohem později se zaměřili na další možnosti jejich vynálezu. Jedná se tak o další z mnoha příkladů, jak základní výzkum vyvíjený pro teoretické bádání může přinést praktický vynález pro praktický život stamilionů lidí.

Ladislav Loukota