ساخت غشاء لایه نازک حاوی نانوحفره برای تصفیه ارزان و سریع آب

به گزارش شبکه خبری ICTPRESS، این غشاء استحکام بالایی داشته و با انرژی بسیار کمی قادر به تصفیه آب است.
مهندسان دانشگاه ایلینویز موفق به کشف ماده جدیدی شدند که برای زدایش نمک از آب مناسب است. این ماده یک لایه نازک از جنس دی‌سولفید مولیبدن (MoS2) است که دارای حفره‌هایی بسیار کوچک است. مولکول‌های آب میتواند از میان این نانوحفره‌ها عبور کند در حالی نمک و دیگر آلودگی‌ها در پشت این سد باقی میمانند.
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای در نشریه Nature Communication منتشر شده است.
این گروه تحقیقاتی غشاء‌های لاینه نازک مختلف را مورد بررسی قرار دادند و در نهایت دریافتند که لایه نازک دی‌سوفلید مولیبدن میتواند برای این کار مفید باشد. این گروه تحقیقاتی نشان دادند که کارایی این غشاء 70 درصد بیشتر از غشاءهای گرافنی است.
نارایانا آلورو از محققان این پروژه گفت: "ما آب زیادی در کره خالی داریم اما بخش اندکی از ان قابل آشامیدن است. اگر ما بتوانیم راهی ارزان قیمت برای تصفیه آب ارائه کنیم آنگاه گامی بزرگ به سوی رفع بحران آب برداشتیم."
در حال حاضر اسمز معکوس، رایج‌ترین روش نمک‌زدایی از آب است که حفره‌ها در این روش به قدر کافی کوچک است که نمک را از آب جدا کند. اما کارایی این روش اندک است. از سوی دیگر، اسمز معکوس روش بسیار گرانقیمتی بوده و به سرعت حفره‌های غشاء آن مسدود میشود.
این گروه با قراردادن یک لایه اتمی از دی‌سولفید مولیبدن در میان دو لایه اتمی گوگرد، ورق نازکی ساختند که دارای حفره‌های بسیار کوچکی است. حفره در سطح این لایه به گونه‌ای است که حالت سوزنی شکل گرفته است. چیدمان اتمی گوگرد و مولیبدن در این لایه نازک به صورتی که مولکول‌های آب توسط این اتم‌ها از این ساختار سوزنی شکل با فشار عبور داده میشود. این کار موجب کاهش مصرف انرژی در فرآیند تصفیه آب میشود.
ساختار سوزنی شکل حفره موجب افزایش کارایی این غشاء میشود. استحکام ساختاری این غشاء بسیار بالاتر از نمونه‌های موجود در بازار است. محققان این پروژه به دنبال همکار صنعتی برای تجاری‌سازی این غشاءها هستند.
فناوری نانو نقش بسیار مهمی در کاهش هزینه‌های تصفیه آب دارد، این فناوری در ایالت کالیفرنیا که از خشکسالی رنج میبرد بسیار اهمیت دارد.