شعار زيفيرنت

جعل مياه البحر صالحة للشرب في دقائق

التاريخ:

وفقًا لمنظمة الصحة العالمية ، يفتقر حوالي 785 مليون شخص حول العالم إلى مصدر نظيف لمياه الشرب. على الرغم من كمية المياه الهائلة الموجودة على الأرض ، فإن معظمها عبارة عن مياه البحر والمياه العذبة تمثل حوالي 2.5 ٪ فقط من الإجمالي. تتمثل إحدى طرق توفير مياه الشرب النظيفة في تحلية مياه البحر. أعلن المعهد الكوري للهندسة المدنية وتكنولوجيا البناء (KICT) عن تطوير غشاء من الألياف النانوية ذات أداء مستقر لتحويل مياه البحر إلى مياه شرب عن طريق عملية التقطير الغشائي.

يعتبر ترطيب الغشاء من أصعب المشاكل في عملية التقطير الغشائي. إذا أظهر الغشاء ترطيبًا أثناء عملية تقطير الغشاء ، فيجب استبدال الغشاء. وقد لوحظ ترطيب الغشاء التدريجي بشكل خاص في العمليات طويلة الأمد. إذا تم ترطيب الغشاء بالكامل ، فإن الغشاء يؤدي إلى أداء تقطير غشاء غير فعال ، حيث أن تدفق التغذية عبر الغشاء يؤدي إلى نفاذية منخفضة الجودة.

قام فريق بحثي في ​​KICT ، بقيادة الدكتور Yunchul Woo ، بتطوير أغشية من الألياف النانوية مغزولة كهربائيًا محورية تم تصنيعها بواسطة تقنية نانوية بديلة ، وهي الغزل الكهربائي. تُظهر تقنية التحلية الجديدة هذه أن لديها القدرة على المساعدة في حل مشكلة نقص المياه العذبة في العالم. يمكن للتكنولوجيا المتقدمة أن تمنع مشاكل الترطيب وتحسن أيضًا الاستقرار على المدى الطويل في عملية تقطير الأغشية. يجب تشكيل هيكل هرمي ثلاثي الأبعاد بواسطة الألياف النانوية في الأغشية للحصول على خشونة سطح أعلى وبالتالي مقاومة الماء بشكل أفضل.

تعد تقنية الغزل الكهربائي المحوري أحد أكثر الخيارات ملاءمةً وبساطةً لتصنيع الأغشية بهياكل هرمية ثلاثية الأبعاد. استخدم فريق البحث التابع للدكتور وو بولي (فينيلدين فلوريد - سداسي فلورو بروبيلين مشترك) باعتباره اللب وهلام الهلام السيليكا المختلط بتركيز منخفض من البوليمر كغلاف لإنتاج غشاء مركب محوري مشترك والحصول على سطح غشاء شديد المقاومة للماء في الواقع ، أظهر الهلام الهوائي السيليكا موصلية حرارية أقل بكثير مقارنةً بالبوليمرات التقليدية ، مما أدى إلى زيادة تدفق بخار الماء أثناء عملية التقطير الغشائي بسبب تقليل فقد الحرارة الموصلة.

تعمل معظم الدراسات التي تستخدم أغشية الألياف النانوية المغزولة كهربائياً في تطبيقات التقطير الغشائي لمدة تقل عن 50 ساعة على الرغم من أنها أظهرت أداءً عاليًا لتدفق بخار الماء. على العكس من ذلك ، قام فريق البحث التابع للدكتور Woo بتطبيق عملية التقطير الغشائي باستخدام غشاء الألياف النانوية المغزول الكهربائي المحوري المشترك لمدة 30 يومًا ، أي شهر واحد.

أجرى غشاء الألياف النانوية المحوري المحوري الكهربائي رفضًا للملح بنسبة 99.99 ٪ لمدة شهر واحد. بناءً على النتائج ، كان الغشاء يعمل بشكل جيد دون مشاكل ترطيب وقاذورات ، بسبب زاوية انزلاقه المنخفضة وخصائص التوصيل الحراري. يعد استقطاب درجة الحرارة أحد العوائق الهامة في التقطير الغشائي. يمكن أن يقلل من أداء تدفق بخار الماء أثناء عملية التقطير الغشائي بسبب فقد الحرارة الموصلية. الغشاء مناسب لتطبيقات تقطير الأغشية على المدى الطويل حيث أنه يمتلك العديد من الخصائص المهمة مثل زاوية الانزلاق المنخفضة والموصلية الحرارية المنخفضة وتجنب استقطاب درجة الحرارة وتقليل مشاكل الترطيب والقاذورات مع الحفاظ على أداء تدفق بخار الماء عالي التشبع.

لاحظ فريق البحث للدكتور وو أنه من الأهمية بمكان أن يكون لديك عملية مستقرة من أداء تدفق بخار الماء العالي في عملية تقطير الأغشية المتاحة تجاريًا. قال الدكتور وو أن "غشاء الألياف النانوية المغزول كهربائيًا له إمكانات قوية لمعالجة محاليل مياه البحر دون المعاناة من مشاكل الترطيب وقد يكون الغشاء المناسب لتطبيقات تقطير الأغشية على نطاق تجريبي وحقيقي."

# # #

المعهد الكوري للهندسة المدنية وتكنولوجيا البناء (KICT) هو معهد أبحاث ترعاه الحكومة تم إنشاؤه للمساهمة في تطوير صناعة البناء في كوريا والنمو الاقتصادي الوطني من خلال تطوير المصدر والتكنولوجيا العملية في مجالات البناء وإدارة الأراضي الوطنية.

تم دعم هذا البحث بمنحة داخلية (20200543-001) من KICT ، جمهورية كوريا. تم نشر نتائج هذا المشروع في المجلة الدولية ، مجلة علوم الغشاء، مجلة دولية مشهورة في مجال علوم البوليمر (IF: 7.183 و Rank # 3 من فئة JCR) في أبريل 2021.

أفلاطون. Web3 مُعاد تصوره. تضخيم ذكاء البيانات.

انقر هنا للوصول.

المصدر: https://bioengineer.org/making-seawater-drinkable-in-minutes/

بقعة_صورة

أحدث المعلومات الاستخباراتية

بقعة_صورة