زندگی بیش از ۳۰۰ میلیون نفر به آب استخراج شده از دریاها بستگی دارد اما فرایند شیرین سازی آب و تبدیل آن به آب شرب اغلب ناکارآمد است. در حال حاضر ایدهی ۷۰ سالهی آلن تورینگ برای تسریع شیرین سازی آب مورد استفاده قرار میگیرد.
دو روش نمکزدایی اساسی وجود دارد: یکی جوشاندن آب دریا و جمعآوری بخار آن و دیگری پمپاژ آب از میان غشاهای استخراج کنندهی نمک. با حضور غشاها میان میزان جریان آب و مقدار نمک جذب شده تبادل وجود دارد. لین ژانگ از دانشگاه ژجیانگ چین و همکارانش توانستند با الهام از تنها مقالهی آٖلن تورینگ در زمینهی شیمی، غشاهایی را بسازند که اجازه میدهد آب با سرعت زیاد از آن عبور کند بدون اینکه از میزان نمک جذب شده کاسته شود.
پلاستیک پلی آمید استفاده شده در این نوع غشا الگوهای سطحی غیر معمولی به نام ساختارهای تورینگ دارند. تئوری این ساختار اولین بار در سال ۱۹۵۲ توسط رمزگشایی داده شد. برخی از آنها توسط برجستگیهای حبابمانند ریزی پوشیده شدهاند. بعضی دیگر نیز از برجستگی ستیغ مانندی تشکیل شدهاند که باعث مشاهدهی منظرهای راه راه در هنگام بزرگنمایی آن میشود.
محققان برای ساختن این برامدگیها، سرعت واکنشهای شیمیایی را باید به طور همزمان بالا و پایین ببرند. در این مورد این عملیات در زمان مونتاژ زنجیرهای بلند از ساختمان مونومر بلوکها برای تشکیل پلی آمید صورت میگیرد. برای به دست آمدن این حالت محققان مادهای اضافه کردند که پلیمریزاسیون را فعال کند و مادهای دیگر که این فرایند را مهار کند.
مقاله مرتبط: گرافنهای هوشمند برای نمكزدايی از آب
این تیم از محققان آب را با استفاده از نانوذرات طلا نشاندار کردند و از غشا عبور دادند. آنها مشاهده کردند که ذرات طلا اطراف حبابها و نوارها جمع آوری شدهاند بدین معنی که آب از این مکانها عبور میکند و ذرات بزرگتر مانند نمک در ساختارهای سطحی ناهموار به دام میافتند. به گفتهی ژانگ این برآمدگیها اسرارآمیزند چرا که میتوانند نمک را ۵ بار سریعتر از غشاهای معمولی از آب جدا کنند.
