محققان آلمانی نوعی فلیتر حاوی غشایی از جنس نانولوله‌کربنی ساختند که به دلیل نوع طراحی نسبتا کامل، عملکرد جالبی در شیرین کردن آب دارد.
به گزارش ایسنا، از غشای نانولوله‌های کربنی تراز شده به صورت عمودی (VACNT) می‌توان برای تصفیه یا شیرین‌کردن آب با سرعت جریان بالا و فشار کم استفاده کرد. به تازگی، محققان مؤسسه فناوری کارلسروهه (KIT) آزمایش روی جذب هورمون استروئیدی در منافذ کوچک این غشاء را انجام دادند.
آنها دریافتند که نانولوله‌های کربنی تراز شده به صورت عمودی، شکل هندسی خاص حفره‌ها و ساختار سطحی منافذ موجود روی این نانولوله‌ها برای استفاده از آن به عنوان غشاء انتخابی، مناسب است.
آب آشامیدنی تمیز برای همه مردم در سراسر جهان از اهمیت حیاتی برخوردار است. از غشاها برای از بین بردن کارآمد ترکیباتی مانند هورمون‌های استروئیدی که برای سلامتی و محیط زیست مضر هستند، استفاده می‌شود. بر همین اساس از نانولوله‌های کربنی تراز شده عمودی برای ساخت غشاء تصفیه آب استفاده شده است.
پروفسور آندره ایریس شفر، رئیس بخش غشاء مؤسسه فناوری کارلسروهه، می‌گوید: این ماده شگفت‌انگیز است، منافذ کوچک در حد ۱٫۷ تا ۳٫۳ نانومتر داشته و از شکل استوانه‌ای تقریباً کامل با اندکی پیچ‌خوردگی برخوردار است.
در این پروژه محققان بررسی کردند که چرا غشاهای حاوی نانولوله‌های کربنی، فیلترهای ایده‌آلی برای تصفیه آب هستند. آنها از غشاهای تولیدشده توسط آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (LLNL) در لیورمور (کالیفرنیا) استفاده کردند. نتایج نشان داد که جذب کم نانولوله‌های کربنی، یعنی رسوب اندک روی سطح آنها، موجب شده عملکرد مطلوب و انتخاب‌گری بالا داشته باشند.
این مطالعه نشان می‌دهد که جذب در نانوحفره‌های این غشاء فقط وابسته به سطح جذب و انتقال جرم محدود، نبوده بلکه به تعامل نیروهای هیدرودینامیکی، اصطکاک و نیروهای جذب و دفع در رابط دیواره نیز بستگی دارد. نفوذپذیری بالای نانوحفره‌های موجود در این نوع غشاء موجب برهمکنش کم و در نهایت اصطکاک اندک شده و سرعت جریان را افزایش می‌دهد.
به گفته محققان این پروژه، حدود ۱۰ سال طول کشید تا این ایده به یک آزمایش موفق تبدیل شود که با علاقه گسترده جامعه فناوری غشایی روبرو شده است. تولید چنین غشاهای تقریباً کامل بسیار دشوار است. در ابعاد بزرگتر در حد سانتی متر مربع، احتمال نقص بسیار زیاد است و نقص بر نتایج تأثیر می‌گذارد. این گروه طی سال‌های گذشته موفق به طراحی و ساخت چنین غشاهای نسبتا کاملی در ابعاد بزرگ شده‌اند.
منبع: ایسنا