انتشار این مقاله


گرافن‌های هوشمند برای نمك‌زدايی از آب

این غشاهای هوشمند می‌توانند برای شیرین‌سازی آب کاربرد داشته باشند.

تیم بین المللی محققان، از جمله دانشمندان دانشگاه شیزو (ژاپن) و مدیر مرکز اتمی در ایالات پنی، پوششی مبتنی به گرافن را برای غشای نمکزدایی ایجاد کرده است که قوی‌تر و مقیاس پذیرتر از فنآوری‌های نانوفیلتراسیون رایج می‌تواند یک غشای محکم و عملی برای محلول آب پاکیزه و نیز جداسازی پروتئين تصفیه فاضلاب و استفاده از دارو و صنایع غذایی باشد.

گرافن‌های هوشمند 

رویای ما ایجاد یک غشای هوشمند است که شامل ترکیبی از سرعت جریان، بهره‎وری و طول عمر بالا، حالت خود درمان شوندگی و ازبین بردن رسوب مواد زیستی و غیرآلی برای ارائه دادن راه‌حل‌های آب پاکیزه برای بسیاری از نقاط جهان که آب تمیز کمیاب است، می‌باشد.

غشایی مقیاس‌پذیر برپایه‌ی گرافن به منظور تولید آب تمیز (اعتبار: دانشگاه ایالت پنسیلوانیا)
غشایی مقیاس‌پذیر برپایه‌ی گرافن به منظور تولید آب تمیز (اعتبار: دانشگاه ایالت پنسیلوانیا)

Mauricio Terroes استاد فیزیک شیمی و علوم مهندسی مواد در ایالت پن می‌گوید: “این کار ما را به این جهت می‌کشاند.” غشای هیبریدی تیم توسعه یافته با استفاده از تکنولوژی اسپری ساده برای پوشش مخلوط اکسیدگرافین و گرافن چند لایه در محلول روی غشای نگهدارنده ستون فقرات پلی سولفون اصلاح‌شده با پنی‌وینیل الکل پوشش داده شده است.

غشاء محافظ باعث افزایش مقاومت غشای هیبریدی شده که قادر به ایستادگی در برابر جریان متقاطع فشار بالا و فشار کلر است. حتی در مراحل اولیه توسعه غشای آن ۸۵% نمک را که برای اهداف کشاورزی مناسب است، نه برای آشامیدن و ۹۶% مولکول‌های رنگی حاضر را رد می‌کند.

رنگ‌های بسیار آلوده‌کننده از تولید نساجی که معمولاً در برخی نقاط جهان به درون رودخانه‌ها تخلیه می‌شوند. کلر به طور کلی برای کم کردن مخرب زیستی در غشا استفاده می‌شود اما به سرعت عملکرد غشاهای پلیمری رایج را کاهش می‌دهد. بعلاوه گرافن چندلایه باعث می‌شود غشا جدید در برابر کلر بسیار مقاوم‌تر باشد.

گرافن با قدرت مکانیکی بالا شناخته و گرافن متخلخل پیش‌بینی شده که ۱۰۰ درصد نشت نمک را ایجاد کند و بسیار مناسب برای غشاهای نمکزدایی (اب شیرین) شده است. با این حال چالش‌های زیادی با افزایش گرافن به مقادیر صنعتی شامل کنترل نقص‌ها و نیاز به کنترل انتقال پیچیده مورد نیاز برای رسیدگی به مواد دوبعدی وجود دارد. در حال حاضر تلاش برای غلبه بر مسائل مربوط به مقیاس‌پذیری و ارائه یک غشای ارزان قیمت با کیفیت در مقیاس تولید است. این کار در مرکز نوآوری جهانی و موسسه علوم و فناوری کربن در دانشگاه شینشو، Nagano، ژاپن انجام شد؛ جایی که Terrones یکی از استادان مشخص دعوت شده بود. Aaron Morelos-Gomez نویسنده می‌گوید:

غشاء ما با حلالیت آب اکسید گرافن با استفاده از پلی‌وینیل الکل به عنوان چسبنده و مقاوم کردن آن دربرابر جریان آب قوی و فشار بالا مقاومت كرده است. با مخلوط کردن اکسید گرافن و گرافن می‌توانیم به طور قابل توجهی مقاومت شیمیایی آن را بهبود بخشیم.

پروفسور Morinnobu Endo نتیجه می‌گیرد که:

این اولین گام برای رسیدن به غشاهای موثر و هوشمند است که نسبت به محیط خود می‌توانند سازگار باشند.

نادیا اله یارزاده خیابانی


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *