Membrána na odsolenie podobná teflónu čistí vodu rýchlo a bez trenia
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 17. 5. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Inžinieri z Tokijskej univerzity vyvinuli nový typ odsoľovacej membrány, o ktorej tvrdia, že je rýchlejšia a vyžaduje si menej tlaku a energie ako existujúca technológia. Nová membrána pozostáva zo série nanotrubíc, ktoré sú vystlané materiálom inšpirovaným teflónom, ktorý odpudzuje soli a zároveň umožňuje prietok vody s malým trením.
Mnohé regióny na svete čelia nedostatku čistej pitnej vody a tento problém sa bude so zmenou klímy len zhoršovať. Odsoľovanie brakickej alebo morskej vody je preto životne dôležité a vo vývoji nechýbajú kreatívne zariadenia, ktoré buď využívajú teplo na odparovanie a opätovné zahusťovanie vody, alebo membrány na filtrovanie soli a nečistôt.
Novo vyvinutý systém je variáciou na poslednej menovanej technológie, no má niekoľko výhod oproti ostatným svojho druhu. Kľúčovou zložkou je fluór, hydrofóbny materiál, ktorý dodáva teflónu jeho známe nepriľnavé vlastnosti. Nepoužíva sa však len na kuchynský riad, povlaky na báze fluóru sa často používajú na potrubia, aby voda hladko prúdila.
Nová membrána tak obsahuje množstvo nanotrubíc z fluóru, ktoré sú vložené do lipidovej vrstvy, ktorá je nepriepustná pre vodu. Fluór nielenže pomáha vode kĺzať cez nanotrubice s veľmi malým trením, ale jeho záporný náboj vhodne odpudzuje soli a zabraňuje ich prechodu.
Tím testoval túto technológiu tak, že vytvoril membrány s fluórovými nanotrubicami širokými od 0,9 do 1,9 nanometra, cez ktoré potom pretekala slaná voda. Potom merali množstvo iónov chlóru, hlavnej zložky soli, na oboch stranách membrány. Ukázalo sa, že fluórové nanotrubice filtrovali vodu rýchlejšie a účinnejšie, pričom spotrebovali menej tlaku a energie ako iné metódy odsoľovania.
„Bolo veľmi vzrušujúce vidieť výsledky na vlastné oči,“ povedal Yoshimitsu Itoh, hlavný autor štúdie. „Menšie z našich testovacích kanálov dokonale odmietli prichádzajúce molekuly soli a aj väčšie kanály boli stále lepšie ako iné techniky odsoľovania a dokonca aj ako najmodernejšie filtre z uhlíkových nanotrubíc. Skutočným prekvapením pre mňa bolo, ako rýchlo proces prebiehal. Naša vzorka pracovala približne niekoľko tisíc krát rýchlejšie ako typické priemyselné zariadenia a približne 2 400 krát rýchlejšie ako experimentálne odsoľovacie zariadenia na báze uhlíkových nanotrubíc.“
Hoci slovo „teflón“ môže u niektorých ľudí okamžite vyvolať starosti o zdravie, fluór nie je v tomto ohľade chemikáliou, ktorá by mala vyvolávať obavy.
Tím plánuje vykonať ďalší výskum zameraný na zníženie množstva energie potrebnej na výrobu membrán s fluórovými nanotrubicami s cieľom rozšíriť membrány, pričom v najbližších rokoch sa začne s testovacou membránou širokou 1 meter.
Výskum bol uverejnený v magazíne Science.
