過濾程序之后的再次過濾。美國工程師一直致力于后者的研究,使得海水淡化日后可以更有效率且更節(jié)能。這可以幫助人們更容易取得飲用水,以對抗干旱等問題。研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種膜物質(zhì),這種膜的孔徑只有納米大小,叫做納米膜。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),這些納米級的濾膜上,布滿了納米小孔,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(lǐng)導(dǎo)這項研究的伊利諾伊州大學(xué)機械科學(xué)與工程學(xué)院教授Narayana Aluru:說“盡管在地球上絕大多數(shù)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,那么我們就能夠解決大多數(shù)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(shù)對于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(tǒng)運作的成本都有很大的進步。如果真的應(yīng)用在實廠中,必定能對這個世界帶來很大的轉(zhuǎn)變。 Aluru說:“要找到一種高效脫鹽的材料非常不容易。我認(rèn)為這項研究為新一代的材料,奠定了基礎(chǔ)。這些材料在耗能和結(jié)垢,這兩個長久困擾脫鹽技術(shù)的問題上,有很大的進步。 ” 過去常見的脫鹽技術(shù),主要是靠逆滲透來處理。這種處理技術(shù)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。把這片膜放大后,可以看到內(nèi)層是含有很多納米孔隙的膜材,這意味著它需要更多的壓力進行操作(驅(qū)動力是壓力)。此外還會有很多的阻塞產(chǎn)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(tǒng)背后的聰明才智不只是在工程方面。 該研究報告的第一作者Mohammad Heiranian 說:“二硫化鉬具有先天的優(yōu)勢,在中間的鉬會吸引水,然后從另一側(cè)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(xué)性質(zhì)以及孔隙組成的幾何形狀有關(guān),而且不像石墨烯在孔徑制程中需要經(jīng)過非常復(fù)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制造商技術(shù)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(fā)表在自然通訊期刊上的研究,可以在工業(yè)規(guī)模應(yīng)用上為大眾謀福利。 斯坦福大學(xué)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干旱及其解決的方法。不過現(xiàn)在有更多的研究是探討如何解決干旱的問題。我非常希望這項研究能夠提供海水淡化廠的設(shè)計師很大的幫助?!?/p> 這篇文章(科學(xué)家開發(fā)出納米級濾膜,可以降低海水淡化的成本)最早是在Science Alert發(fā)布 |
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