با استفاده از نانولوله‌های کربنی، محققان غشایی ساختند که قادر است به‌خوبی مولکول‌های آب را عبور داده و در عین حال یونها را بلوکه کند.
مهندسی غشایی حاوی نانولوله کربنی برای تصفیه آب
جداسازی با غشا برای انسان اهمیت زیادی دارد، یکی از مهم‌ترین مثال‌ها برای تاکید بر اهمیت این موضوع، تصفیه آب است که موجب شیرین شدن آب می‌شود. با کمبود آب قابل آشامیدن در جهان، جوامع مختلف به‌سوی روش‌های در دسترس‌تر و ارزان‌تر شیرین‌سازی آب دریا می‌روند تا بتوانند نیازهای روزانه خود را در شیرین‌سازی آب شور دریا برآورده سازند.
پژوهشگران آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور، با استفاده از نانولوله‌های کربنی موفق به ساخت غشایی شدند که می‌تواند با کارایی بالا نمک‌زدایی از آب را انجام دهد. کارایی این غشا با غشاهای نمک‌زدایی تجاری قابل مقایسه است.
قطر منافذ این غشا در حدود ۰٫۸ نانومتر است. نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه Science Advances به چاپ رسیده است.
فناوری رایج برای حذف نمک از آب، اسمز معکوس از غشاهای لایه نازک کامپوزیتی (TFC) است که یون‌های موجود در آب را حذف می‌کند. با این حال، برخی از مشکلات اساسی عملکرد این غشاها هنوز باقی است. برای مثال، TFC دارای محدودیت نفوذپذیری-انتخاب‌گری است که اغلب موجب می‌شود برخی یونها از غشا عبور کنند و میکروآلاینده‌ها هنوز در آب باقی بمانند. در نتیجه، نیاز به یک مرحله تصفیه اضافه است که انرژی و هزینه بالایی را می‌طلبد.
کانال‌های زیستی آبی موسوم به آکواپورین‌ها می‌توانند کارایی را افزایش دهند. منافذ بسیار کوچک در این کانال‌ها موجب می‌شود آلاینده‌ها حذف شده و در عین حال آب با نفوذپذیری بالایی در حد یک میلیارد مولکول در ثانیه از منافذ عبور کند.
الکس نو، شیمی‌دان این پروژه می‌گوید: «نانولوله‌های کربنی نشان دادند که ساختار مناسبی برای تولید کانال‌های آبی هستند چرا که اصطکاک آب در سطوح داخلی آن‌ها بسیار کم بوده و شبیه به کانال‌های زیستی عمل می‌کنند.»
این تیم تحقیقاتی ساختار پورین/نانولوله‌کربنی را توسعه دادند که در آن نانولوله‌ها به داخل غشاهای شبه زیستی داخل شده‌اند که با این کار کانال‌های مصنوعی شکل می‌گیرند.
این گروه با استفاده از شبیه‌سازی کامپیوتری به بررسی سازوکار و عملکرد این غشا پرداختند که نشان داد یونها به‌خوبی توسط غشا بلوک شده و آب از آن عبور می‌کند.
