ساخت وسیله ای برای شیرین سازی آب با سرعتی بیش از تجهیزات صنعتی موجود
پژوهشگران دانشگاهی در ژاپن با انجام آزمایش هایی در حوزه تصفیه آب با بهره گیری از غشای مشابه تفلون، چشم اندازی جدید برای آینده نمک زدایی از آب شور و تامین آب آشامیدنی گشوده اند. آنها موفق شدند وسیله ای بسازند که می تواند با سرعتی بیش از تجهیزات صنعتی موجود آب را برای شرب تصفیه و آماده کند.
به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از پایگاه خبری «سای تِک دیلی»، کمبود آب یکی از اشکالات فزاینده در سراسر جهان است. تنها در قاره آفریقا، برآورد شده است که حدود ۲۳۰ میلیون نفر تا سال ۲۰۲۵ با کمبود آب روبه رو خواهند بود و حدود ۴۶۰ میلیون نفر نیز در مناطق گرفتار تنش آبی زندگی خواهند کرد.
آب ۷۰ درصد سطح زمین را پوشانده است اما آب شیرین بسیار کمیاب است. کارخانه های شیرین سازی آب (با نمک زدایی از آب) یکی از فناوری های طراحی شده برای مساعدت با تولید آب شیرین است. کارخانه شیرین سازی آب در حدود نیمی از آب دریافتی را به آب شرب تبدیل می کند.
هر چند شیرین سازی آب دریا یکی از راه های متداول برای تولید آب شیرین است اما مصرف انرژی بالایی دارد.
محققان برای نخستین بار مبادرت به فیلتر کردن (جداسازی) نمک از آب با استفاده از ساختارهای نانوی برمبنای فلورین کرده اند. این نانو کانال های فلوردار (fluorous nanochannels) نسبت به فناوری های متعارف کارایی بالاتری دارند برای اینکه سریع تر کار کرده، از فشار کمتری استفاده می نمایند و فیلتر موثرتری هستند و در عین حال انرژی کمتری مصرف می کنند.
احتمالا مشاهده کرده اید که چگونه قطعات خیس از روی یک ماهیتابه با روکش تفلون بدون زحمت سُر می خورند. فلورین که یک ماده سبک و دافع آب یا «هیدروفوبیک» است یکی از اجزای اصلی تفلون است. تفلون می تواند همین طور سبب ارتقای جریان آب بوسیله پوشاندن لوله ها باشد.
«یوشیمیتسو ایتو» استادیار بخش شیمی و بیوتکنولوژی دانشگاه توکیو به همراه همکارانش درباره این رفتار کنجکاو شدند و در این خصوص تحقیق کردند که لوله ها یا کانال های فلورین ممکنست در مقیاس های مختلف همچون در مقیاس نانو کار کنند.
ایتو اظهار داشت: ما بعد از چند مورد شبیه سازی کامپیوتری به این نتیجه رسیدیم که یک نمونه کاری واقعی ایجاد نماییم.
وی اضافه کرد: هم اکنون دو روش برای نمک زدایی از آب وجود دارد. یک روش استفاده از گرما برای تبخیر آب و تقطیر بخار و روش دیگر «اُسمُز معکوس» که طی آن آب از درون یک پوسته رد شده و مانع از عبور نمک می شود.
این پژوهشگران پوسته های فیلتراسیون آزمایشی با حلقه های فلورین در مقیاس نانو ساختند. این حلقه های نانو حدود یک تا ۲ نانومتر قطر دارند. برای مقایسه باید دقت کنیم که موی انسان حدود ۱۰۰ هزار نانو متر طول دارد. پژوهشگران سپس حضور یون های کلرین را که یکی از اجزای اصلی نمک است، در این پوسته ها بررسی کردند.
ایتو اظهار داشت: دیدن نتایج این آزمایش بسیار مهیج بود. کانال های آزمایشی کوچک ما به خوبی جلوی مولکول های ورودی نمک را گرفتند. حتی کانال های بزرگ تر نیز نسبت به سایر شیوه های نمک زدایی و حتی فیلترهای پیشرفته نانوتیوب های کربنی یک پیشرفت محسوب می شوند. این پروسه همین طور چند هزار بار سریع تر از وسایل صنعتی معمولی انجام شد.
از آنجا که فلورین از نظر بار الکتریکی منفی است، یون های منفی مانند کلرین موجود در نمک را دفع می کند.
این پژوهشگران حالا امیدوارند که با همکاری دیگران بتوانند در چند سال آینده پوسته هایی با قطر حدود یک متر بسازند. آنها همین طور درحال بررسی امکان کاهش دی اکسید کربن یا سایر تولیدات نامطلوب آزاد شده توسط کارهای صنعتی با استفاده از پوسته های مشابه هستند.
این مطلب آزینیک را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط آزینیک
نظرات خوانندگان آزینیک در مورد این مطلب