อุปกรณ์ใหม่สามารถกรองน้ำเค็มได้เร็วกว่าวิธีการที่มีอยู่ถึง 1000 เท่า: การวิจัย

ในสิ่งที่อาจเป็นก้าวสำคัญในการแก้ปัญหาการขาดแคลนน้ำจืด นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาอุปกรณ์ที่กรองน้ำเค็มได้เร็วกว่าอุปกรณ์ที่ใช้กันทั่วไปถึงพันเท่า ในระดับอุตสาหกรรม น้ำทะเลเหมาะสำหรับดื่มผ่านกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล รวมถึงการกำจัดเกลือเพื่อผลิตน้ำจืดที่ผ่านกระบวนการเพิ่มเติมในพืชและใช้สำหรับดื่มหรือชลประทาน ในการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวิธีการใหม่ในการทำให้น้ำเกลือบริสุทธิ์ด้วยวิธีที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

นักวิทยาศาสตร์ในการศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ใน วิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวิธีการใหม่ในการทำให้น้ำเกลือบริสุทธิ์ด้วยวิธีที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น พวกเขาใช้โครงสร้างนาโนที่มีฟลูออรีนเป็นพื้นฐานอย่างชาญฉลาดและแยกเกลือออกจากน้ำได้สำเร็จ

รองศาสตราจารย์ Yoshimitsu Itoh จากภาควิชาเคมีและเทคโนโลยีชีวภาพของมหาวิทยาลัยโตเกียวและเพื่อนร่วมงานของเขาเริ่มต้นด้วยการสำรวจศักยภาพของท่อหรือช่องฟลูออรีนในระดับนาโน

“เราอยากรู้ว่าช่องนาโนฟลูออรัสมีประสิทธิภาพเพียงใดในการกรองสารประกอบต่างๆ โดยเฉพาะน้ำและเกลือ และหลังจากเรียกใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อน เราก็ตัดสินใจว่ามันคุ้มค่าที่จะใช้เวลาและความพยายามในการสร้างตัวอย่างการทำงาน” กล่าวว่า อิโต.

นักวิจัยได้ผลิตวงแหวนฟลูออรีนระดับนาโนด้วยสารเคมี วางซ้อนและฝังไว้ในชั้นไขมันที่ไม่สามารถผ่านเข้าไปได้ และสร้างแผ่นกรองสำหรับทดสอบ โครงสร้างนี้คล้ายกับโมเลกุลอินทรีย์ที่พบในผนังเซลล์

ตัวอย่างทดสอบหลายตัวได้รับการพัฒนาด้วยนาโนริงที่มีขนาดตั้งแต่ 1 ถึง 2 นาโนเมตร จากนั้น Itoh ตรวจสอบการมีอยู่ของคลอรีนไอออนที่ด้านใดด้านหนึ่งของเมมเบรน ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของเกลือนอกเหนือจากโซเดียม

จากข้อมูลของ Itoh พวกเขาพบว่าตัวอย่างทดสอบที่มีขนาดเล็กกว่านั้นทำงานได้เนื่องจากสามารถปฏิเสธโมเลกุลเกลือที่เข้ามาได้สำเร็จ “มันน่าตื่นเต้นที่ได้เห็นผลลัพธ์โดยตรง” Itoh กล่าว นอกจากนี้ เขายังตั้งข้อสังเกตว่าวิธีที่ใหญ่กว่าก็มีประสิทธิภาพดีกว่าวิธีการกรองน้ำทะเลแบบอื่นๆ เช่นกัน ซึ่งรวมถึงตัวกรองคาร์บอนนาโนทิวบ์

ตัวกรองที่ใช้ฟลูออรีนไม่เพียงแต่ทำให้น้ำบริสุทธิ์เท่านั้น แต่ยังทำงานได้เร็วกว่าอุปกรณ์อุตสาหกรรมหลายพันเท่า แม้แต่อุปกรณ์แยกเกลือออกจากเกลือโดยใช้ท่อนาโนคาร์บอนก็ช้ากว่าฟลูออรีนถึง 2,400 เท่า เขากล่าวเสริม นอกจากนี้ วิธีการใหม่ยังใช้พลังงานน้อยกว่าในการใช้งานและสะดวกต่อการใช้งาน

อย่างไรก็ตาม Itoh เน้นว่าการสังเคราะห์วัสดุที่ใช้ในตัวอย่างนั้นใช้พลังงานมาก เขาหวังว่าจะทำงานในด้านนั้นต่อไปในการวิจัยที่กำลังจะเกิดขึ้นและลดต้นทุนโดยรวมในการใช้งานอุปกรณ์