توسعه نانوساختار‌هایی که اسمز معکوس را بهبود می‌دهند

یک تیم تحقیقات بین‌المللی فرآیندی را توسعه دادند که بر موفقیت فرآیند‌های اسمز معکوس فعلی که نمک را از آب دریا خارج می‌کند، تاثیر می‌گذارد.

کد خبر: ۱۰۴۵۷۱۵

دوشنبه - ۰۷ آذر ۱۴۰۱ / November 28, 2022

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، یک تیم تحقیقات بین‌المللی فرآیندی را توسعه دادند که بر موفقیت فرآیند‌های اسمز معکوس فعلی که نمک را از آب دریا خارج می‌کند، تاثیر می‌گذارد. محققان به سرپرستی هقینگ جیانگ، از انستیتوی بیولوژیک و فناوری بیولوژیکی چینگدائو، آکادمی علوم چینی یافته‌های خود را در ۱۸ نوامبر ۲۰۲۲ در نشریه Nano Research منتشر کردند.

در قلب فرآیند‌های اسمز معکوس مورد استفاده برای نمک زدایی، کامپوزیت لایه نازک به‌نام غشای پلی آمید است. غشای پلی‌آمید بر بازار برنامه‌های آب شیرین‌کن تاثیر زیادی دارند، معرفی سازه‌های نانومقایس ممکن است یک جهش رو به جلو در این فناوری باشد.

کمبود آب شیرین و آلودگی آب، ناشی از رشد سریع جمعیت و گسترش صنعتی به ویژه درکشور‌هایی نظیر مصر، عربستان سعودی و چین به شدت احساس می‌شود. جیانگ و همکارانش یک لایه تاج اتر را در یک غشای پلی‌آمید قرار دادند، با این امید که عملکرد جداسازی را بهبود بخشند.

جیانگ گفت: «با کمک لایه تاج اتر، پلی‌آمید ساختار‌های نانو بیشتری در سطح غشا، و ضخامت نانو به دست می‌آورد، که برای افزایش عملکرد آب مناسب است، زیرا اولی منطقه تصفیه موثر را افزایش می‌دهد، در حالی که دومی جرم را به شدت کاهش می‌دهد. علاوه بر این، منافذ نانویی در غشا می‌تواند کانال‌های با سرعت بالا را برای تسهیل حمل و نقل آب فراهم کند. غشای پلی آمید توسعه یافته، ضمن حفظ یک رد نمکی قابل مقایسه، نفوذ بهتر آب را بر روی غشای پلی‌آمید امکان‌پذیر می‌کند.»

این تحقیق برای توسعه ریزساختار‌ها که می‌توانند به غشای پلی‌آمید اضافه شوند انجام شد تا تقویت راندمان اسمز معکوس، را مقدور ساخته و باعث شود توان آب قابل شرب در هر واحد تصفیه افزایش یابد.

جیانگ گفت: «تازگی این کار، غشای پلی‌آمید با مدولاسیون تاج اتر است که عملکرد جداسازی عالی را نشان می‌دهد که از ریزساختار‌های نانویی بهره‌مند می‌شود. لایه تاج اتر نه تنها میزان واکنش پلیمریزاسیون بین سطحی را کاهش می‌دهد، بلکه واکنش در فضای محدود را نیز کنترل می‌کند، بنابراین یک لایه پلی‌آمید اولتراتین و یکنواخت با ساختار‌های منظم نانو تشکیل می‌شود. عملکرد جداسازی این نوع غشای بهتر از غشای پلی آمید رایج است.»