ננו-ממברנה איראנית עם ננו-גבישים מתאית, צעד חדש בהתפלת מים

חוקרים באוניברסיטת אמירקביר לטכנולוגיה הצליחו לתכנן ננו-ממברנה המבוססת על ננו-גבישים מתאית, אשר משפרת בו זמנית את החוזק, החדירות ויעילות הסרת המלחים, ובכך שוברת את המבוי הסתום ארוך השנים בטכנולוגיית הממברנות

בפרויקט זה, על ידי בחינה מדוקדקת של יחס האורך-קוטר של ננו-גבישי תאית והעומס שלהם, נוצר מבנה רשתי, נפוץ הנקרא "רשת היפר-קוטבית שזורה" (PIN), אשר משחזר את התנהגותו של מטא-חומר בממברנה.

רשת זו יוצרת מסלולים קבועים ומבוקרים למעבר מים, תוך מניעת פתיחה מוגזמת של המבנה, מה שמפחית את הסרת המלח. התוצאות מראות כי עומס של 0.50% משקלי CNC עם יחס גובה-רוחב גבוה מספק את התנאים הטובים ביותר ויכול לשפר את יעילותן של ממברנות התפלה עבור מים מליחים.

משבר המים המתוקים העולמי דוחף מדינות לפתח טכנולוגיות התפלה יעילות מזה שנים. עם הביקוש הגובר למים ראויים לשתייה ולמי תעשייה, ממברנות פולימר הפכו לאחד מכלי ההפרדה החשובים ביותר בטיהור מים. עם זאת, ממברנות אלו ניצבות בפני דילמה ארוכת שנים: שיפור בו זמנית של חוזק מכני, חדירות מים ויכולת סילוק מלחים. שיפור אחת התכונות הללו מוביל בדרך כלל להחלשת השנייה, וקונפליקט אינהרנטי זה הגביל את ההתקדמות התעשייתית. מציאת מבנה שיכול לשפר בו זמנית את שלושת המדדים הללו הייתה מטרה בסיסית של מחקר הממברנות בעשור האחרון.

בתגובה לאתגר זה, קבוצת חוקרים מאוניברסיטת אמירקביר לטכנולוגיה הצליחה לבנות ננו-ממברנה חדשה שיכולה להתגבר על מגבלה היסטורית זו על ידי לימוד תכונותיהם של ננו-גבישי תאית וסידורם במטריצה ​​פולימרית. החומר הבסיסי של ממברנה זו הוא תאית דיאצטט (CDA); אחד הפולימרים היציבים והנגישים המתאימים ליישומי הפרדה. המרכיב המרכזי של המחקר הוא ננו-גבישי תאית (CNC); מבנים המופקים מתאית טבעית ובעלי יישומים נרחבים בננו-מדעים בשל יחס האורך-קוטר הגבוה שלהם, חוזק מכני יוצא דופן ושטח פנים פעיל גדול.

MR