• مطلب مرتبط:تصفیه آب با کمک چوب، باکتری و خورشید
• بیشتر بدانید: به زودی می توانید آب آشامیدنی نانویی بنوشید
• مطلب مفید:نانوفیلتر نوید دسترسی سریع به آب تمیز را می دهد

در چند دقیقه آب دریا را قابل شرب کنید

بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی، حدود 785 میلیون نفر در سراسر جهان فاقد منبع تمیز آب آشامیدنی هستند.

علی‌رغم مقدار زیاد آب روی زمین که بیشتر آن را آب دریا تشکیل می دهد، آب شیرین تنها حدود 2.5 درصد از کل آب را تشکیل می دهد.

یکی از راه های تامین آب آشامیدنی سالم، شیرین سازی آب دریا است. موسسه مهندسی عمران و فناوری ساختمان کره (KICT) اعلام کرده است که یک غشای نانوالیاف الکتروریسی شده با عملکرد پایدار برای تبدیل آب دریا به آب آشامیدنی با فرآیند تقطیر غشایی ساخته‌اند. این مقاله در مجله علم غشاء، "غشاهای نانوالیاف ابرآب گریز هم محور با الکتروریسی سه بعدی سطح ساختار سلسله مراتبی برای نمک زدایی با تقطیر غشایی طولانی مدت" به چاپ رسیده است.

خیس شدن غشاء چالش برانگیزترین مسئله در تقطیر غشایی است در صورتی که اگرغشا در طول عملیات تقطیر غشایی خیس شدن را نشان دهد، غشا باید تعویض شود همچنین خیس شدن تدریجی غشاء به ویژه برای عملیات طولانی مدت مشاهده شده است.

اگر یک غشا به طور کامل خیس شود، غشا منجر به عملکرد تقطیرغشایی ناکارآمد می شود، زیرا جریان تغذیه از طریق غشا منجربه نفوذ، با کیفیت پایین می شود.

یک تیم تحقیقاتی در KICT، به سرپرستی دکتر یونچول وو، غشاهای نانوالیاف الکتروریسی هم محور ساخته شده توسط یک نانوتکنولوژی جایگزین، که الکتروریسی است، ساخته اند همچنین این فناوری جدید نمک زدایی نشان می دهد که پتانسیل کمک به حل کمبود آب شیرین در جهان را دارد.

فناوری توسعه یافته می تواند از مسائل خیس شدن جلوگیری کند و نیز پایداری طولانی مدت در فرآیند تقطیر غشایی را بهبود بخشد.

 یک ساختار سلسله مراتبی سه بعدی باید توسط نانوالیاف در غشاها برای زبری سطح بالاتر و در نتیجه آب گریزی بهتر تشکیل شود.

تکنیک الکتروریسی هم محوری یکی از مطلوب ترین و ساده ترین گزینه ها برای ساخت غشاهایی با ساختارهای سلسله مراتبی سه بعدی است.

تیم تحقیقاتی دکتر وو از پلی (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylen) مانند هسته و سیلیکا ایروژل مخلوط شده با غلظت کم پلیمر به عنوان غلاف برای تولید یک غشای کامپوزیت هم محور و به دست آوردن سطح غشای فوق آبگریز استفاده کردند.

در واقع، سیلیکا ایروژل رسانایی حرارتی بسیار کمتری در مقایسه با پلیمرهای معمولی از خود نشان داد، که منجر به افزایش جریان بخار آب در طول فرآیند تقطیرغشایی به دلیل کاهش تلفات حرارتی رسانا شد.

بسیاری از مطالعات با استفاده از غشاهای نانوالیاف الکتروریسی شده در کاربردهای تقطیرغشایی، کمتر از 50 ساعت کار کردند با اینکه در این عملکرد جریان بخار آب بالایی را نشان دادند.

در مقابل، تیم تحقیقاتی دکتر وو فرآیند تقطیر غشایی را با استفاده از غشای نانوالیاف الکتروریسی هم محوری ساخته شده به مدت 30 روز، یعنی 1 ماه، اعمال کردند.

غشای نانوالیاف الکتروریسی هم محور دفع نمک 99.99% را به مدت 1 ماه انجام داد که بر اساس نتایج، غشاء به دلیل زاویه لغزش کم و خواص رسانایی حرارتی، به خوبی بدون مسائل خیس شدن و رسوب عمل کرد.

تضاد دما یکی از اشکالات قابل توجه در تقطیر غشایی است که این موضوع می تواند عملکرد جریان بخارآب را در طول عملیات تقطیرغشایی به دلیل تلفات حرارتی رسانا کاهش دهد.

این غشاء برای کاربردهای تقطیر طولانی مدت غشایی مناسب است زیرا دارای چندین ویژگی مهم مانند: زاویه لغزش کم، قابلیت رسانایی حرارتی کم، جلوگیری از تضاد دما، و کاهش مشکلات خیس شدن و رسوب در حالی که عملکرد جریان بخارآب بالا فوق اشباع را حفظ می کند.

تیم تحقیقاتی دکتر وو خاطرنشان کردند که داشتن یک فرآیند پایدار، مهمتر از عملکرد بالای جریان بخار آب در فرآیند تقطیرغشایی تجاری موجود در بازار است.

 دکتر وو گفت که "غشاء نانوالیاف الکتروریسی شده هم محور دارای پتانسیل قوی برای تصفیه محلول‌های آب دریا بدون مشکل خیس شدن است و ممکن است غشای مناسب برای کاربردهای تقطیر غشایی در مقیاس آزمایشی و واقعی باشد."

 

 

تاریخ:1403/7/22

مهسا نعمتی