Przełomowa technika nanomembran, w wyniku prostej filtracji, w sposób grawitacyjny jest w stanie oczyścić i odsolić wodę morską bez użycia energii i ciśnienia. Pierwszą na świecie tak nowatorską technologię opracowali młodzi naukowcy i inżynierowie z Polski pod kierownictwem Bartosza Kruszki. NanoseenX stwarza szansę na rozwiązanie globalnego kryzysu wodnego bez dużych nakładów i kosztów.
Mobilne urządzenia z nanomembranami można umieścić w każdym miejscu i w każdej strefie klimatycznej m.in. na plażach w biednych afrykańskich czy azjatyckich wioskach. Ta przełomowa technika może skutecznie zastąpić duże i drogie instalacje, na które nie stać wiele krajów na świecie. Dzięki kreatywności młodych naukowców i inżynierów, polska technologia może znacząco zwiększyć dostęp do wody pitnej i uratować życie milionom ludzi, którzy cierpią z powodu jej niedoborów i chorób wywołanych spożywaniem zanieczyszczonej wody.
Szczególnie ten problem odczuwają mieszkańcy Azji i Afryki. Dla setek milionów ludzi brak dostępu do wody „słodkiej” oznacza wysiłek codziennego pokonywania wielkich odległości. Jeśli uda się w prosty sposób uzdatnić do picia morską wodę w tych rejonach świata, to odmieni się ich los. Morza i oceany zajmują ponad 70 proc. powierzchni planety. Stosowane na świecie metody odsalania wody w wyniku odwróconej osmozy lub destylacji są mało efektywne. Ich wydajność jest bardzo niska, a koszty takich przedsięwzięć są ogromne. Nadzieją dla świata jest technologia NanoseenX.
Oczyszczanie i odsalanie wody w ciągu 2 minut
Projekt polskich wynalazców ma szansę uratować i zmienić życie milionów ludzi. Technika nanomembran jest przełomowa na skalę światową.
– W wyniku prostej filtracji w sposób grawitacyjny jesteśmy w stanie nie tylko oczyścić i odsolić wodę bez użycia energii i ciśnienia w ciągu zaledwie dwóch minut, ale także dodatkowo kontrolować odsolenie i mineralizację wody – powiedział Bartosz Kruszka, autor nowatorskiej technologii i koordynator projektu w 10 osobowym zespole w firmie Nanoseen. – To jest ważne m.in. dla przemysłu chemicznego, petrochemicznego i farmaceutycznego.
Tajemnica technologii tkwi w kompozycji nanomateriałów z których powstają membrany. Badania i eksperymenty prowadzone przed Bartosza Kruszkę od pierwszego roku studiów na Wydziale Chemii UMK w Toruniu pomogły po latach w opracowaniu przełomowej technologii.
– Jako student współpracowałem z zespołem fizyko-chemii materiałów węglowych w naszej uczelni i rozpocząłem liczne badania związane z funkcjonalizacją nanomateriałów węglowych ich syntezą i tworzeniem nanokompozytów – powiedział Bartosz Kruszka. – Już na pierwszym roku studiów napisałem publikację naukową, a potem jeszcze pięć kolejnych. Chciałem poświęcić się nauce, ale z czasem zmieniłem zdanie i postanowiłem wykorzystać tę wiedzę w praktyce, po prostu stworzyć technologię do efektywnego oczyszczania i odsalania wody.
Za opracowanie membran nanorurkowych do odsalania wody Bartosz Kruszka otrzymał w 2012 roku Diamentowy Grant z MNiSW. Konkurs skierowany do wybitnie uzdolnionych młodych ludzi, ma ich motywować do kontynuowania działalności naukowej.
– Badania którymi zajmowałem się przez 3-4 lata po tym konkursie, niestety, nie spełniły moich oczekiwań – powiedział wynalazca. – Zależało mi bowiem, na stworzeniu takiego rozwiązania, które w prosty grawitacyjny sposób doprowadzi do oczyszczania i odsalania wody bez użycia energii i ciśnienia. Przy membranach nanorurkowych energia była konieczna, żeby wodę odsolić. Teraz robimy zupełnie coś innego w porównaniu do moich wcześniejszych badań, używając innych nanomateriałów i technologii.
Wcześniejsze doświadczenie dało efekt
Firma stworzyła dotychczas dwa prototypy urządzeń moblinych w kształcie tuby – większe o średnicy 60 cm i mniejsze o średnicy 12 cm. Przy ich opracowaniu przydały się wcześniejsze badania dotyczące nanomateriałów. Ich łączenie ze sobą przy tworzeniu nanomembran decyduje o efektywności całego procesu. Dostarczana od góry woda przechodzi przez każdą ich warstwę, a poszczególne nanomateriały w membranie wyłapują inny rodzaj zanieczyszczenia albo odsolenia, czyli adsorpcji innych jonów. Od ich połączenia ze sobą zależy też szybkość filtracji, wydajność i żywotność membran.
–Jesteśmy w stanie w sposób bardzo selektywny oczyścić i odsolić wodę dostosowując jej mineralizację do upodobać klientów końcowych – informuje Bartosz Kruszka, koordynator projektu NanoseenX. – To jest ważne, bo przy odwróconej osmozie otrzymuje się ultra czystą wodę, która ma bardzo mało jonów, dlatego trzeba tę wodę ponownie zmineralizować, żeby się nadawała do picia. Nasza technologia jest kompleksowa i ma przewagę nad konkurencją. Może także być dostosowana do istniejących już urządzeń – filtrów i technologii, które są na rynku.
Żywotność nanomembran zależy od poziomu zanieczyszczenia wody i zasolenia. Średnio wynosi do 200 dni z 10-krotną regeneracją. Celem badaczy w tym projekcie jest osiągnięcie pracy-żywotności nanomembran do około 3000 dni uwzględniając regenerację 30 – krotną. Wydajność dla pojedynczego urządzenia mobilnego, o średnicy nanomembran 60 cm wynosi do 1000 litrów na dzień przy pracy przez 24 godziny. Koszt takiej membrany wynosi 0,5 dolara. Kolejne urządzenia mobilne osiągną poziom 10 000 litrów na dzień.
– Technologia posiada zgłoszenie patentowe – informuje Bartosz Kruszka. – Obecnie ten patent jest na otrzymywanie, funkcjonalizację i stworzenie membrany do filtracji oczyszczania i odsalania wody. W tym roku i przyszłym chcemy dodatkowo złożyć jeszcze 4 zgłoszenia patentowe m.in. na autorskie syntezy nanomateriałów, tworzenie tzw. mieszanych matryc nanomateriałów, regenerację membran oraz wewnętrzną instalację urządzenia wraz z nanomembranami NanoseenX.
Instalacje pilotażowe
Zainteresowanie technologią NanoseenX jest bardzo duże. Pierwsze wdrożenia nastąpią jeszcze w tym roku m.in. w Singapurze, na Filipinach, w Stanach Zjednoczonych, Indiach, Izraelu, Norwegii i w Polsce. Firma otrzymuje zamówienia również z Japonii, Szwecji, Belgii oraz Zjednoczonych Emiratów Arabskich. Testowane będą też na statkach i jachtach dla sprawdzenia jak ta technologia mobilna zachowuje się na morzu.
Pilotaże wdrożeniowe spółka zaczyna w kilku miejscach na świecie, ze względu na inne zanieczyszczenie i zasolenie wody. Chce dostosować membrany do danego typu warunków i sprawdzić jak one działają. Jeśli zajdzie taka potrzeba, to będzie tę technologię ulepszać. W przyszłym roku zamierza rozpocząć sprzedaż pierwszych urządzeń, które będą produkowane w Polsce.
– Zależy nam, aby nasze tuby były powszechnie dostępne dla każdego kto ma utrudniony dostęp do wody pitnej – powiedział Bartosz Kruszka. – To urządzenie jest wyjątkowo proste. Wystarczy je zanurzyć, pobrać wodę morską, chwilę odczekać i jej się napić. Koszt takiej membrany, jak powiedziałem wcześniej, wynosi ok. pół dolara. Musimy się spieszyć z wdrożeniem tej technologii na rynek, bo konkurencja nie śpi. Jak na razie jest to pierwsze takie rozwiązanie na świecie. Obecnie urządzenia mobilne i membrany będziemy produkować samodzielnie, a jeżeli będzie duże zainteresowanie naszym wynalazkiem, to mamy podpisane liczne listy intencyjne, z różnymi firmami ze świata, które będą mogły je produkować na większa skalę, przemysłową.
NanoboosteX innowacyjny proszek do wzrostu roślin
Jednym z kluczowych osiągnięć firmy jest także wykorzystanie nanotechnologii w uprawach roślin. Przy użyciu zaawansowanych nanomateriałów udało się spółce stworzyć NanoboosteX – innowacyjny proszek przyspieszający kiełkowanie nasion, ich regenerację, który zwiększa wydajność wzrostu roślin, gwarantując równocześnie ochronę przed chorobami oraz skutkami niekorzystnych warunków środowiskowych.
Wystarczy bardzo mały dodatek, w ilości do 3 mg, jednorazowo na roślinę, aby uzyskać wysoką jakość i wydajność plonu. Ważnym aspektem jest również to, iż jego zastosowanie zmniejsza znacznie koszty produkcji, zużycie energii elektrycznej i wody w porównaniu do kosztów, z jakimi wiąże się produkcja obecnie używanych nawozów sztucznych czy środków ochrony roślin.
– Podczas całego procesu upraw roślin z wykorzystaniem proponowanej przez nas technologii NanoboosteX – zużycie surowców zostaje ograniczone do minimum w przypadku użytej wody, nasion jak i proszku-NanoboosteX – stwierdza Bartosz Kruszka. – Oprócz aspektu związanego z rolnictwem, nasz projekt można wykorzystać również w technologii kosmicznej. Proszek NanoboosteX umożliwi dodatkowo szybką i naturalną uprawę żywności na statkach międzyplanetarnych czy innych planetach. Nasza firma bierze udział w konkursie, Deep Space Food Challenge organizowanym przez NASA, którego celem jest stworzenie technologii do uprawy m.in. roślin w misji na Marsa.
Jednym z najnowszych produktów spółki jest również NanopowderX – proszek, który usuwa mikroplastik i nanoplastik ze słodkiej i słonej wody. Wraz z odpowiednio opracowanym filtrem może znaleźć zastosowanie np. w oczyszczalniach ścieków, wodociągach, wszelkiego typu stacjach uzdatniania wody, zakładach zajmujących się produkcją tworzyw sztucznych oraz firmach zainteresowanych rozwiązaniami mającymi na celu szeroko pojętą ochronę środowiska. Powszechne zastosowanie tej technologii może przyczynić się do poprawy czystości wód na naszej planecie.
Jolanta Czudak-Tomaka
