科學家開發出奈米級濾膜,可以很便宜的把海水變成飲用水!

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過濾程序之後的再次過濾。美國工程師一直致力於後者的研究,使得海水淡化日後可以更有效率且更節能。這可以幫助人們更容易取得飲用水,以對抗乾旱等問題。研究人員已經開發出一種膜物質,這種膜的孔徑只有奈米大小,叫做奈米膜。這種膜的清水通量很大,且可以阻擋鹽和其他污染物通過。使用的材料是二硫化鉬(MoS2),這些奈米級的濾膜上,布滿了奈米小孔,過濾速度卻比石墨烯快70 %。是建模工程師效率最高的一批薄膜。

領導這項研究的伊利諾伊州大學機械科學與工程學院教授Narayana Aluru:說「儘管在地球上絕大多數的地方都是水,但可以做為飲用水的水資源卻很少 。」 如果我們能找到一種低成本,高效率的方式來淡化海水,那麼我們就能夠解決大多數缺水的問題。雖然海水淡化不是一種新概念,不過目前的技術對於海水淡化的處理水量、效率及成本仍有待加強。這種新型材料,無論是在過濾程序時所需耗費的能量,或是整套海水淡化系統運作的成本都有很大的進步。如果真的應用在實廠中,必定能對這個世界帶來很大的轉變。

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Aluru說:「要找到一種高效脫鹽的材料非常不容易。我認為這項研究為新一代的材料,奠定了基礎。這些材料在耗能和結垢,這兩個長久困擾脫鹽技術的問題上,有很大的進步。 」

過去常見的脫鹽技術,主要是靠逆滲透來處理。這種處理技術是讓水通過一片薄的塑料膜孔道,不過過濾的過程中有很多問題都無法突破。把這片膜放大後,可以看到內層是含有很多奈米孔隙的膜材,這意味著它需要更多的壓力進行操作(驅動力是壓力)。此外還會有很多的阻塞產生,這也增加了營運成本。相較之下,二硫化鉬膜的超濾膜,清水通量大且阻力小,就能減輕或解決上述的許多缺點。但該系統背後的聰明才智不只是在工程方面。

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該研究報告的第一作者Mohammad Heiranian 說:「二硫化鉬具有先天的優勢,在中間的鉬會吸引水,然後從另一側的推擠出去,所以清水通過孔隙的效率比起過去要高出很多。這與二硫化鉬的化學性質以及孔隙組成的幾何形狀有關,而且不像石墨烯在孔徑製程中需要經過非常複雜的處理程序。」 有了它就可以解決你常久以來的問題,為全世界解渴的濾膜。它真是太棒了!研究人員的下一步是與製造商技術合作,進行海水淡化模擬試驗。第一步就是實廠測試,他們相信一定會很成功。以上這些是發表在自然通訊期刊上的研究,可以在工業規模應用上為大眾謀福利。

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斯坦福大學的Amir Barati Farimani博士,同時也是伊利諾伊州研究工作的研究員,說到:「我在加利福尼亞州做研究時,有很多研究是在討論乾旱及其解決的方法。不過現在有更多的研究是探討如何解決乾旱的問題。我非常希望這項研究能夠提供海水淡化廠的設計師很大的幫助。」

這篇文章(科學家開發出奈米級濾膜,可以降低海水淡化的成本)最早是在Science Alert發布。

來源: Wakingtimesmedia

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