Компьютерра PDA 20.03.2010-26.03.2010

Так что публикаций, критикующих петриковско-грызловские инициативы, не просто много, а очень много, и добавить к тому, что говорится в СМИ, почти нечего. И непосредственным поводом для того, чтобы автор решил присоединиться к одной из сторон, было интересное обстоятельство: и правда, со стороны развязанная академиками РАН кампания выглядит "травлей гениального изобретателя и учёного", который посмел пойти вразрез с официальной наукой. Причем для непосвящённого - травлей вполне в стиле достопамятной лысенковщины, когда талантливых учёных тоже осуждали (иногда в прямом смысле: на реальные сроки) за неприсоединение к единственно верному учению. Потому слова одного вполне уважаемого мной человека (не имеющего, к сожалению, отношения к науке и технике, и потому не могущего оценить техническую аргументацию сторон) о том, что дискуссия есть очередной "междусобойчик за распиловку бабла", переполнили чашу моего терпения.

Здесь я попробую сформулировать в понятной даже для непросвещенного читателя форме ответ на вопрос: так что же такого плохого в фильтрах Петрика, что против них поднялась почти вся "академическая кодла"?

Нанотехнологии?

Для начала попробуем ответить на такой вопрос: а правда ли, что фильтры Петрика используют нанотехнологии? Этот вопрос, казалось бы относящийся больше к ведомству маркетологов, нежели ученых и инженеров, на самом деле не столь уж второстепенный. Наночастицы (под которыми подразумевается все, что меньше 100 нанометров), особенно с какими-либо активными добавками, вроде ионов серебра или других дезинфектантов, убивающих бактерии – совсем небезобидная вещь. Такие частицы обязательно попадут в фильтруемую воду, и как они подействуют на организм – никому ещё не ясно.

Меня, как технолога по образованию, все-таки успевшего даже в свое время поработать по специальности, заинтересовала во всем этом деле одна техническая деталь – а может ли вообще фильтр, использующий частицы наноразмеров, работать как надо? Интуитивно ясно, что сопротивление фильтра зависит от пористости материала, из которого его делают, и размера частиц – так, через глину, которая состоит как раз из частиц размеров, близких к понятию "нано", вода будет сочиться очень долго, а через песок с более крупными частицами – проходить, почти не задерживаясь. Может быть, в этом интуитивном представлении что-то не так?

Бытовые фильтры Петрика. (Фото с официального сайта "Золотая формула")

Действительно, на первый взгляд не очень понятно, почему так должно быть. Предположим, что фильтрующий слой состоит из одинаковых сферических частиц, уложенных в наиплотнейшую из всех известных гранецентрированную кубическую упаковку, в которой доля свободного пространства (через которое и течёт вода) составляет 26%. Эта доля не меняется в зависимости от размеров частиц, и, следовательно, по крайней мере если частицы много больше размеров отдельных молекул жидкости, то вроде бы и в мелких и в крупных фильтрах жидкость должна вести себя одинаково.

Но на самом деле никому она ничего не должна. В дело вступают силы вязкости, которые тормозят течение жидкости в тонких каналах, и чем последние тоньше, тем больше тормозят. На практике это выражается в законе, который формулируется так: при прочих равных условиях скорость фильтрования прямо пропорциональна квадрату диаметра зерен¹. Если уменьшить диаметр зерен в десять раз, то скорость фильтрования упадет в сто раз.

Для количественной оценки надо знать, откуда брать давно известные формулы для расчета фильтров, и что в них подставлять, как учитывать форму и неоднородность частиц, и т. д. Чтобы не копаться здесь в вычислениях, приведу конечный результат, взятый из статьи Ю. А. Ищенко вот в этом выпуске профессионального журнала водопроводчиков: для фильтра диаметром 13,5 см со слоем наноматерала в 10 см, необходимый для пропускания 10 литров в час напор должен составлять около 13300 метров водяного столба²!

Комментарии излишни, причём следует учесть, что сопротивление фильтра со временем – по мере накопления осадка – только возрастает (о чем далее). И, добавлю от себя, что расчёты Ищенко ещё не учитывают капиллярные явления – удержание воды в порах за счет поверхностного натяжения – которые в таких пространственных масштабах должны играть огромную роль.