世界保健機関によると、世界中で約785億2.5万人がきれいな飲料水源を欠いています。 地球上には膨大な量の水がありますが、そのほとんどは海水であり、淡水は全体の約XNUMX％しか占めていません。 きれいな飲料水を提供する方法のXNUMXつは、海水を淡水化することです。 韓国土木建築技術研究所（KICT）は、膜蒸留プロセスによって海水を飲料水に変える安定した性能のエレクトロスピニングナノファイバー膜の開発を発表しました。
膜の濡れは、膜蒸留において最も難しい問題です。 膜蒸留操作中に膜が濡れている場合は、膜を交換する必要があります。 進行性の膜の濡れは、特に長期間の操作で観察されています。 膜が完全に濡れると、供給物が膜を通過して低品質の透過液につながるため、膜は非効率的な膜蒸留性能につながります。
Yunchul Woo博士が率いるKICTの研究チームは、エレクトロスピニングという代替ナノテクノロジーによって製造された同軸エレクトロスピニングナノファイバー膜を開発しました。 この新しい淡水化技術は、世界の淡水不足を解決するのに役立つ可能性があることを示しています。 開発された技術は、濡れの問題を防ぎ、膜蒸留プロセスの長期安定性を向上させることができます。 三次元の階層構造は、より高い表面粗さ、したがってより良い疎水性のために、膜内のナノファイバーによって形成されるべきである。
同軸エレクトロスピニング技術は、XNUMX次元の階層構造を持つ膜を製造するための最も有利で簡単なオプションのXNUMXつです。 ウー博士の研究チームは、コアとしてポリ（フッ化ビニリデン-co-ヘキサフルオロプロピレン）を使用し、シースとして低濃度のポリマーと混合したシリカエアロゲルを使用して、同軸複合膜を生成し、超疎水性膜表面を得ました。 実際、シリカエアロゲルは従来のポリマーと比較してはるかに低い熱伝導率を示し、伝導熱損失の減少により、膜蒸留プロセス中の水蒸気フラックスが増加しました。
膜蒸留用途でエレクトロスピニングされたナノファイバー膜を使用した研究のほとんどは、高い水蒸気フラックス性能を示しましたが、50時間未満で動作しました。 それどころか、ウー博士の研究チームは、製造された同軸エレクトロスピニングナノファイバー膜を使用した膜蒸留プロセスを30日間、つまり1か月間適用しました。
同軸エレクトロスピニングナノファイバー膜は、99.99か月間1％の塩除去を実行しました。 結果に基づくと、膜は、その低い滑り角と熱伝導特性により、濡れやファウリングの問題なしに良好に動作しました。 温度分極は、膜蒸留における重大な欠点のXNUMXつです。 伝導性の熱損失により、膜蒸留操作中の水蒸気流束性能を低下させる可能性があります。 この膜は、低滑り角、低熱伝導率、温度分極の回避、過飽和の高水蒸気フラックス性能を維持しながらの濡れやファウリングの問題の低減など、いくつかの重要な特性を備えているため、長期の膜蒸留用途に適しています。
ウー博士の研究チームは、市販の膜蒸留プロセスでは、高い水蒸気フラックス性能よりも安定したプロセスを持つことが重要であると指摘しました。 ウー博士は、「同軸エレクトロスピニングナノファイバー膜は、濡れの問題に悩まされることなく海水溶液を処理する可能性が高く、パイロット規模および実際の膜蒸留用途に適した膜である可能性があります」と述べています。
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韓国土木建築技術研究所（KICT）は、建設と国土管理の分野でソースと実用技術を開発することにより、韓国の建設産業の発展と国家の経済成長に貢献するために設立された政府支援の研究機関です。
この研究は、大韓民国のKICTからの内部助成金（20200543-001）によってサポートされました。 このプロジェクトの成果は、国際ジャーナルに掲載されました。 膜科学のジャーナル、7.183年3月の高分子科学分野で有名な国際ジャーナル（IF：2021およびJCRカテゴリーのランク＃XNUMX）。
PlatoAi。 Web3の再考。 増幅されたデータインテリジェンス。
出典：https：//bioengineer.org/making-seawater-drinkable-in-minutes/
