Учени от Университета в Манчестър създадоха базиран на графена филтър, който може да обезсолява морската вода. Това може да се окаже решение за милионите хора на планетата без достъп до чиста питейна вода.
Ако има недостиг на нещо на Земята, то това е водата. Проблемът лежи основно в океаните, които са солени и обезсоляването може да бъде извънредно скъпо и енергоемко. Ако хората успеят да премахнат солта от океаните толкова лесно, колкото успяват да изчистят мръсотии със сито, тогава това ще бъде истински пробив за човечеството.
Изследователите от Университета в Манчестър, Великобритания, се намират на крачка от постигането му. Тяхното решение е основано на графен-оксидни мембрани, които са доказано високо ефективни при филтриране на малки нанопори и дори големи соли. За него се съобщава в списание Naturе.
Снимка: Pixabay
Обикновените соли, разтворени във вода, образуват нещо като "черупка" от водни молекули около солните молекули. Това позволява на малки капиляри в графен-оксидните мембрани да блокират тези соли от протичане през водата. Водните молекули след това преминават през филтъра с невероятно бърза скорост, което го прави идеален за употреба при обезсоляване.
"Водните молекули могат да преминават самостоятелно, докато тези на натриевия хлорид не. Винаги се нуждаят от помощта на водните молекули. Размерът на черупката на водата около солта е по-голям от размера на канала, така че те не могат да преминат", обяснява проф. Рахул Наир (Rahul Nair) от Университета в Манчестър.
"Когато размерът на капилярите е около един нанометър, което е много близо до размера на водната молекула, тези молекули образуват прекрасна взаимовръзка по подобие на влак", обяснява Наир. "Това ускорява движението на водата - ако бутнете по-силно от едната страна, всички молекули преминават на другата страна заради водородните връзки помежду си. Но тази ситуация може да се получи само когато размерът на канала е много малък", допълва той.
Снимка: PHOTOSTOCK-ISRAEL/SCIENCE PHOTO LIBRARY
"Реализацията на почистващите се мембрани с еднороден размер на порите до атомен мащаб е значителна стъпка напред и ще отвори нови възможности за подобряване на ефективността на обезсолителната технология", коментира Наир. Тези мембрани могат да са полезни не само за обезсоляване. Същото настройване на атомно ниво на размера на порите може да бъде използвано и при изготвянето на мембрани, които филтрират различни йони.
Според данни на ООН, до 2025 г. 14% от световното население ще изпитва недостиг на вода. Решения като тези графен-оксидни мембрани имат своето място и ще помогнат за намаляване на недостига на вода в онези райони на света, където няма достатъчно средства за поддържане на големи заводи за обезсоляване. Настоящите заводи използват базирани на полимера мембрани.
Изследователите сега ще тестват филтъра срещу съществуващите обезсолителни мембрани. В статия, придружаваща проучването в списание Nature, Рам Деванатан (Ram Devanathan) от Pacific Northwest National Laboratory в Ричленд, САЩ, коментира, че ще бъде нужна още много работа, за да се произведат графен-оксидни мембрани за индустриални цели. Според него, учените ще трябва и да покажат трайността на мембраните при продължителен контакт с морска вода и да докажат, че мембраните са устойчиви на "замърсяване" от соли и биологични материали (което и налага сега съществуващите бариери периодично да бъдат почиствани или заменяни).
"Селективното разделяне на водните молекули от йоните с физично ограничение на междупластовото пространство отваря врата към синтезис на икономически изгодните мембрани за обезсоляване", коментира Деванатан. "Крайната цел е създаване на устройство за филтриране, което да произвежда годна за пиене вода от морската вода или замърсена вода с минимално влагане на енергия".
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари