دارن سان و همکارانش از دانشگاه فنی نانیانگ توانسته‌اند با کمک یک کامپوزیت نانوالیافی یک غشاء اسمز پیش‌رو (forward osmosis) بسازند که خواص عالی دارد و در مقایسه با غشاءهای مرسوم عملکرد بهتری دارد.
تولید موثرتر آب تمیز با کمک فناوری‌نانو
دارن سان و همکارانش از دانشگاه فنی نانیانگ توانسته‌اند با کمک یک کامپوزیت
نانوالیافی یک غشاء اسمز پیش‌رو (“forward osmosis”) بسازند که خواص عالی دارد و در
مقایسه با غشاءهای مرسوم عملکرد بهتری دارد.
امروزه اسمز پیش‌رو (FO) فرآیند اسمزی شناخته شده‌ای برای تولید آب تمیز با آینده‌ای
روشن است. این فرآیند از یک پدیده‌ی طبیعی استفاده می‌کند و نیازی به فشار عملیاتی
ندارد، بنابراین در مقایسه با فرآیند اسمز معکوس انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کند.
بزرگ‌ترین چالش در برابر کاربرد گسترده این فناوری، جداسازی اقتصادی آب شرب از
محلول خروجی است.
سان توضیح می‌دهد که موقعی که آب در سرتاسر لایه‌ی انتخابی غشاء اسمز پیش‌رو نفوذ
می‌کند، محلول کشیده شده در طرف خروجی بسیار رقیق می‌شود. بنابراین به دلیل رقیق
بودن مواد حل‌شونده در طرف خروجی، نفوذ به عقب باعث کشیده شده مواد حل‌شونده
درسرتاسر لایه پایه می‌شود. این فرآیند به سختی بوسیله لایه‌های پایه‌ی ضخیم و
متراکمِ غشاءهای مرسوم اسمز پیش‌رو به تاخیر می‌افتد. نفوذ مواد حل‌شونده به دو طرف
در یک غلظت به تعادل می‌رسد. این محدودیت منجر به مشکل قطبش غلظت داخلی (ICP) می‌شود.
سان توضیح می‌دهد که یک لایه پایه‌ی ایده‌آل غشاء اسمز پیش‌رو، علاوه بر جلوگیری از
مشکل ICP باید جهت عبور آسان آب، یک ساختار بسیار نازک و بشدت متخلخل داشته باشد.
سان می‌گوید: “ما یک غشاء اسمز پیش‌رو نانوکامپوزیتی جدیدی ساخته‌ایم که یک لایه
پایه‌ی نانوالیافی شبه داربستی دارد که در مقایسه با لایه‌های پایه‌ی شبه اسفنجی
مرسوم مزیت‌هایی از قبیل تخلخل بالا، ضخامت بسیار نازک و پیچیدگی کم، دارد. این
ساختار بی‌نظیر لایه پایه‌ی نانوالیافی، مسیرهای مستقیمی برای نفوذ آب و نمک تهیه
می‌کند که می‌تواند برای جلوگیری از مشکل ICP راه‌حل خوبی ارائه کند”.
این گروه تحقیقاتی جهت ساخت غشاء اسمز پیش‌رو نانوکامپوزیتی خود از فرآیند
الکتروریسندگی استفاده کرد و برای اولین بار یک ماتریس نانوالیافی متخلخل بعنوان یک
لایه پایه، تولید کرد.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Advanced Materials منتشر
کرده‌اند.
