اكتشف العلماء طريقة أرخص وأكثر كفاءة لتحلية المياه

إزالة الملح من مياه البحر لجعلها آمنة للشرب يعني التغلب على عدد من التحديات العلمية ، بما في ذلك تحسين الغشاء المستخدم في عملية تحلية المياه - والبحث الجديد في هذه الأغشية يعد بجعل العملية برمتها أرخص وبأسعار معقولة في المستقبل.

توصل العلماء إلى طريقة لجعل الأغشية أكثر كفاءة بنسبة 30 إلى 40 في المائة من حيث الطاقة اللازمة لفلترة المياه. يكمن مفتاح نهجهم في كثافة الأغشية على مستوى المقياس النانوي. في الدراسة الجديدة ، أظهر الفريق أن الحفاظ على كثافة غشاء ثابتة أكثر أهمية من سمك الغشاء نفسه. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين طريقة معالجة المياه المعروفة باسم التناضح العكسي ، حيث يتم احتجاز المعادن وإزالتها بواسطة غشاء تحت الضغط.

للحصول على صورة أوضح لهذه الأغشية ، استخدم مانيش كومار من جامعة تكساس في أوستن وزملاؤه طريقة المجهر الإلكتروني متعدد الوسائط، والذي يجمع بين تحليل التركيب الكيميائي ورسم الخرائط ثلاثية الأبعاد على مستوى النانو لنمذجة مدى فعالية تنقية المياه.

كانت هذه الدراسة مدفوعة بملاحظة أن الأغشية السميكة غالبًا ما تؤدي بشكل أفضل في تحلية المياه ، وهو أمر غير بديهي نظرًا لأن الماء يمكن أن يدفع عبر المزيد من المواد. أظهرت عمليات المحاكاة أن التناقضات و "المناطق الميتة" في الغشاء تلعب دورًا أكثر أهمية من السماكة.

وفقًا للباحثين ، سيتم توزيع كثافة الأغشية بالتساوي ، وسيكون من الممكن تنظيف المزيد من المياه باستهلاك أقل للطاقة ، مما سيوفر المال لكل من الشركات الكبيرة والمستهلكين الصغار ، فضلاً عن توفير وصول أوسع إلى التكنولوجيا .

يعد إنتاج المياه العذبة أمرًا حيويًا ليس فقط للصحة العامة ، ولكن أيضًا للاستخدام في الزراعة وإنتاج الطاقة. تتم معالجة مليارات الجالونات من المياه كل عام ، لذا فإن زيادة الكفاءة بنسبة 30-40 في المائة يمكن أن تحدث فرقًا كبيرًا. هناك العديد من الطرق لتنقية المياه المالحة لاستخدامات أخرى ، ولكن طريقة الغشاء هي بالفعل واحدة من أكثر الطرق فعالية. يبحث الباحثون حاليًا عن طرق لتحسينها وتخصيصها لأغراض محددة.

اقرأ أيضا:

• قام الفيزيائيون اليابانيون بحل المشكلة الرئيسية لشاشات OLED
• قدمت OmniVision أفضل مستشعر صور بدقة 4 ميجابكسل في فئته للكاميرات الأمنية