Νέα συσκευή μπορεί να φιλτράρει το αλμυρό νερό 1000 φορές πιο γρήγορα από τις υπάρχουσες μεθόδους: Έρευνα

Σε αυτό που θα μπορούσε να σηματοδοτήσει ένα σημαντικό βήμα προς την επίλυση του προβλήματος της έλλειψης γλυκού νερού, οι επιστήμονες ανέπτυξαν μια συσκευή που φιλτράρει το αλμυρό νερό χίλιες φορές πιο γρήγορα από τις συμβατικές συσκευές. Σε βιομηχανική κλίμακα, το θαλασσινό νερό είναι κατάλληλο για πόση μέσω της διαδικασίας αφαλάτωσης. Περιλαμβάνει την αφαίρεση του αλατιού για την παραγωγή γλυκού νερού που επεξεργάζεται περαιτέρω στα φυτά και χρησιμοποιείται για πόση ή άρδευση. Σε μια πρόσφατη μελέτη, οι επιστήμονες επινόησαν μια νέα μέθοδο για τον καθαρισμό του αλατούχου νερού με ταχύτερο και πιο αποτελεσματικό τρόπο.

Οι επιστήμονες, σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Επιστήμη, έχουν επινοήσει μια νέα μέθοδο για τον καθαρισμό του αλατούχου νερού με ταχύτερο και πιο αποτελεσματικό τρόπο. Χρησιμοποίησαν έξυπνα νανοδομές με βάση το φθόριο και διαχώρισαν με επιτυχία το αλάτι από το νερό.

Ο αναπληρωτής καθηγητής Yoshimitsu Itoh του Τμήματος Χημείας και Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου του Τόκιο και οι συνάδελφοί του ξεκίνησαν εξερευνώντας τις δυνατότητες των αγωγών ή των καναλιών φθορίου στη νανοκλίμακα.

«Ήμασταν περίεργοι να δούμε πόσο αποτελεσματικό μπορεί να είναι ένα φθοριούχο νανοκανάλι στο επιλεκτικό φιλτράρισμα διαφορετικών ενώσεων, ιδιαίτερα του νερού και του αλατιού. Και, αφού εκτελέσαμε μερικές πολύπλοκες προσομοιώσεις υπολογιστή, αποφασίσαμε ότι άξιζε τον χρόνο και την προσπάθεια για να δημιουργήσουμε ένα δείγμα εργασίας.» είπε Itoh.

Οι ερευνητές κατασκεύασαν χημικά νανοσκοπικούς δακτυλίους φθορίου, τους στοίβαξαν και τους εμφύτευσαν σε ένα κατά τα άλλα αδιαπέραστο στρώμα λιπιδίων και δημιούργησαν δοκιμαστικές μεμβράνες διήθησης. Αυτή η δομή ήταν παρόμοια με τα οργανικά μόρια που βρέθηκαν στα κυτταρικά τοιχώματα.

Αναπτύχθηκαν πολλαπλά δείγματα δοκιμής με νανομετρήσεις μεγέθους που κυμαίνονται από 1 έως 2 νανομέτρα. Στη συνέχεια, ο Itoh εξέτασε την παρουσία ιόντων χλωρίου και στις δύο πλευρές της μεμβράνης, το οποίο είναι ένα κύριο συστατικό του άλατος εκτός από το νάτριο.

Σύμφωνα με τον Itoh, βρήκαν ότι το μικρότερο δείγμα δοκιμής λειτουργούσε καθώς απέρριψε επιτυχώς τα εισερχόμενα μόρια αλατιού. «Ήταν συναρπαστικό να βλέπεις τα αποτελέσματα από πρώτο χέρι», είπε ο Itoh. Σημείωσε επίσης ότι και οι μεγαλύτερες είχαν καλύτερη απόδοση από άλλες μεθόδους αφαλάτωσης, συμπεριλαμβανομένων των φίλτρων νανοσωλήνων άνθρακα.

Τα φίλτρα με βάση το φθόριο όχι μόνο καθαρίζουν το νερό αλλά, σύμφωνα με την Itoh, έκαναν τη δουλειά αρκετές χιλιάδες φορές πιο γρήγορα από τις βιομηχανικές συσκευές. Ακόμη και οι συσκευές αφαλάτωσης που βασίζονται σε νανοσωλήνες άνθρακα ήταν 2,400 φορές πιο αργές από τις συσκευές με φθόριο, πρόσθεσε. Επιπλέον, η νέα μέθοδος απαιτούσε λιγότερη ενέργεια για να λειτουργήσει και είναι εύχρηστη.

Ωστόσο, ο Itoh τόνισε ότι η σύνθεση του υλικού που χρησιμοποιήθηκε στο δείγμα ήταν από μόνη της ενεργοβόρα. Περαιτέρω ήλπιζε να εργαστεί σε αυτήν την πτυχή στην επερχόμενη έρευνα και να μειώσει το συνολικό κόστος λειτουργίας της συσκευής.