آب آشامیدنی از نور خورشید و آب دریا

محققان در آمریکا با کمک یک غشای نانومتخلخل، موفق به توسعه‌ی یک سیستم نمک‌زدایی
نانوسیالی شدند که می‌تواند با قدرت گرفتن از نور خورشید آب دریا را نمک‌زدایی کند.
این فرایند می‌تواند منجر به افزاره‌های نمک‌زدایی کوچک‌مقیاس و قابل‌حملی شود که
می‌توانند آب شرب ضروری در مناطق حادثه‌دیده یا آن دسته از نواحی را که دچار خشک‌سالی
هستند، تهیه کنند.

استفاده از غشاهای نیمه‌تراوا برای تبدیل آب دریا به آب شرب، به‌عنوان راه‌حلی برای
مشکل جهانی کمبود آب شرب، به‌طور روزافزونی در حال افزایش است. همینک دو روش معمول
برای نمک‌زدایی آب دریا وجود دارد: یکی اسمز معکوس که در آن آب دریا را برای فیلتر
‌کردن نمک موجود در آن، با فشار از سراسر یک غشای غربالی عبور می‌دهند و روش دیگر
الکترودیالیز است که برای دفع یون‌های نمکی در سراسر یک غشا، از جریان الکتریکی
استفاده می‌کند.

در دو حالت، مواد آلی و نمک روی غشا تجمع کرده،و باعث گرفتگی سیستم می‌شوند.
اکنون این محققان با توسعه‌ی یک روش جایگزین، بر این مشکل غلبه کردند.

جانگ‌یون ‌هان، از مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست و یکی از این محققان، می‌گوید:
«ما برای دفع نمک‌ها از آب دریا، از پدیده‌ای معروف به قطبش غلظت یون
استفاده می‌کنیم. هنگامی که یک ولتاژ در عرض یک غشای نانومتخلخلِ ساخته‌شده
از یک ماده‌ی انتخابگر یونی اعمال شود، اتفاقات غیرمعمولی می‌افتد؛ در یک
طرف این غشا ذرات باردار دفع (تخلیه) می‌شوند و از طرف دیگر آنها جذب (تجمع)
می‌شوند. ترکیب این پدیده با یک جریان دارای نیروی محرکه فشار خارجی، این
امکان را فراهم می‌کند که بتوان به یک منطقه تخلیه پایدار معین در یک سیستم
نمک‌زدایی نانوسیالی رسید».

گروه تحقیقاتی هان یک سیستم نمک‌زدایی نانوسیالی/ میکروسیالی را توسعه داده‌اند
که در آن آب دریا در یک کانال هدایت می‌شود تا به یک انشعاب برسد. این
کانال در این انشعاب به دو کانال تقسیم می‌شود. ورودی یکی از این کانال‌ها
با یک غشای نافین(Nafion) باردار نانومتخلخل، پوشش داده شده‌است. این غشا
آب را از خود عبور داده و در عین حال نمک‌ها را به سوی کانال دیگر دفع می‌کند.
این غشا ذرات باردار(چه مثبت و چه منفی) دیگر را نیز که شامل بیشتر مواد
آلی و میکروارگانیسم‌ها از قبیل باکتری‌ها، ویروس‌ها و دیگر آلاینده‌ها می‌شوند،
دفع می‌کند.

هان توضیح می‌دهد: «این فرایند برای اینکه به‌طور مؤثری عمل کند، نیاز به
کانال‌های آب بسیار ریزی دارد که این کانال‌ها فقط می‌توانند مقادیر کمی از
آب را نمک‌زدایی کنند. اکنون ما به دنبال توسعه‌ی این سیستم نمک‌زدایی می‌باشیم».

نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nature Nanotechnology منتشر شده‌است.