新设备过滤盐水的速度比现有方法快 1000 倍:研究

为了解决淡水短缺问题,科学家们已经开发出一种装置,其过滤盐水的速度比传统使用的装置快一千倍,这可能标志着解决淡水短缺问题的重要一步。 在工业规模上,海水通过淡化过程适合饮用。 它包括去除盐分以生产淡水,这些淡水在植物中进一步加工并用于饮用或灌溉。 在最近的一项研究中,科学家们设计了一种新方法,以更快、更有效的方式净化盐水。

科学家们在最近发表于 科学, 设计了一种新方法,以更快、更有效的方式净化盐水。 他们巧妙地利用氟基纳米结构,成功地将盐与水分离。

东京大学化学与生物技术系的 Yoshimitsu Itoh 副教授及其同事首先探索了纳米级氟管道或通道的潜力。

“我们很想知道含氟纳米通道在选择性过滤不同化合物方面的效果如何,特别是水和盐。 而且,在运行了一些复杂的计算机模拟之后,我们认为创建一个工作样本值得花费时间和精力,” 说过 伊藤。

研究人员已经化学制造了纳米级氟环,将它们堆叠并植入到原本无法穿透的脂质层中,并制造了测试过滤膜。 这种结构类似于在细胞壁中发现的有机分子。

开发了多个测试样品,其纳米环的尺寸范围为 1 到 2 纳米。 伊藤随后检查了膜两侧是否存在氯离子,氯离子是除钠之外的盐的主要成分。

根据伊藤的说法,他们发现较小的测试样本正在发挥作用,因为它成功地拒绝了进入的盐分子。 “亲眼看到结果令人兴奋,”伊藤说。 他还指出,与包括碳纳米管过滤器在内的其他海水淡化方法相比,较大的海水淡化方法的性能也更好。

氟基过滤器不仅可以净化水,而且据伊藤说,它的工作速度比工业设备快几千倍。 他补充说,即使是基于碳纳米管的海水淡化装置也比氟装置慢 2,400 倍。 此外,新方法需要较少的能量来操作并且使用方便。

然而,伊藤强调,合成样品中使用的材料本身就是能源密集型的。 他进一步希望在未来的研究中致力于这方面的工作,并降低操作该设备的总体成本。

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