bclose

تحقیق جدید در مورد تصفیه آب

تحقیق جدید در مورد تصفیه آب

تصفیه آب فرآیند بسیار مهمی‌است، اما آن چنان که به نظر می‌‌رسد، ساده نیست. از آن جا که منافذ در یک غشا، ناگزیر با مواد مضر پر می‌‌شود، برای تمیز کردن یا جایگزینی آن‌ها نیاز به زمان و انرژی است. در حال حاضر محققان یک غشای جدید الهام گرفته از طبیعت را آزمایش کرده ‌اند که مایعات را با استفاده از مایعات دیگر تصفیه می‌کند و یک غشای مؤثرتر و بادوام‌ تر می‌سازد.
مفهوم پایه این فیلتر کاملاً سرراست است. برای حذف ذرات از آب، به سادگی آن را از یک غشای پر منفذ عبور می‌‌دهند. این منافذ برای انتقال مولکول‌های آب به اندازه کافی بزرگ هستند، اما برای عبور ذرات دیگر بسیار کوچک است.
به گزارش تیم تحقیقی بهنود پرس به نقل از روزنامه اطلاعات، مشکل این است که پس از مدتی، ذرات، در یک فرآیند به نام «رسوب» ( fouling) منافذ را پر می‌کنند و روی سطح غشا جمع می‌‌شوند.همان طور که این رسوب به وجود می‌‌آید، نیاز است که آب با فشار بیشتری از غشا عبور داده شود و انرژی بیشتری در فرآیند مصرف می‌شود. تمیز کردن غشاء مستلزم عبور بالعکس مواد شیمیایی تمیز کننده از آن است، اما نه فقط این کار نیاز به فرآیند فیلتر کردن را در حالت تعلیق می‌‌گذارد، بلکه نمی‌‌تواند ما را از شر تمامی‌رسوبات خلاص کند. در نهایت، غشاها باید اغلب جایگزین شوند.
اینجا همان جایی است که فیلتر جدید ابداعی محققان مؤسسه فناوری ویس (wyss) زیر نظر دانشگاه‌هاروارد، وارد عمل می‌‌شود. این فیلتر که به عنوان یک غشاء مایع موسوم به «LGM» شناخته می‌‌شود، با مایعی پوشیده است که مانند یک دروازه برگشت ‌پذیر عمل می‌کند.
این مایع، منافذ را پر می‌‌کند و با اعمال فشار به غشا، به کنار می‌‌رود و اجازه می‌‌دهد آب عبور کند و تصفیه شود. ذرات دیگر هنوز هم نمی‌‌توانند عبور کنند، اما پوشش مایع مانع رسوب آن‌ها در سطح یا مسدود شدن حفره‌ها می‌‌شود. سیستم‌های LGMرا در طبیعت می‌‌توان در برگ‌‌ها دید که اساساً به گیاهان اجازه می‌‌دهد کربن دی اکسید تنفس کنند.دانشمندان مؤسسه ویس، دانشگاه «نورث ‌ایسترن» و دانشگاه واترلو برای آزمایش چگونگی کار LGMها همکاری کردند. آن‌ها ابتدا LGMها را با پوشش غشای ۲۵ میلی‌ متری و یک روان کننده مایع به نام «پرفلوئوروپلی‌اتر» (perfluoropolyether) ساختند.تیم متوجه شد که LGMها در مقایسه با فیلترهای رایج کنونی، دو برابر کارآمدی انرژی بیشتری دارند و نیاز به ۱۶ درصد فشار کمتر برای عبور جریان آب داشتند. همچنین دوام LGMها در برابر آلودگی و نیاز به تمیز کردن تقریباً سه برابر طولانی ‌تر بود و نانوذرات را ۶۰ درصد کمتر در منافذ خود انباشته کردند.
«جک آلوارنگا» نویسنده اول این مطالعه می‌گوید: «این نخستین مطالعه برای نشان دادن این است که LGMها می‌‌توانند در تنظیمات شبیه به آن چه در صنایع سنگین یافت می‌‌شود، فیلتراسیون پایدار را محقق کنند و این نشان می‌‌دهد که چگونه LGMها در برابر انواع مختلف رسوب مقاومت می‌‌کنند که می‌‌تواند منجر به استفاده از آن‌ها در انواع سیستم‌های تصفیه آب شود.»
این تیم اکنون قصد دارد مطالعات گسترده‌ تری‌ از جمله فیلتر کردن انواع مختلف مایعات و ذرات در مورد LGMها و نحوه تجاری‌ سازی این فناوری انجام دهد.این تحقیق در مجله APL Materials منتشر شده است.

بدون دیدگاه

پاسخ دادن