Μετατροπή άλμης σε πόσιμο νερό με χρήση νανοσωλήνων άνθρακα

Δευτέρα, 28 Αυγούστου 2017 18:31
LLNL/Ryan Chen

Οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι κοίλες δομές που κατασκευάζονται από γραφένιο και χαρακτηρίζονται για τη δύναμή τους, την ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητά τους, καθώς επίσης για την ελαστικότητα και ευκαμψία τους.

Αμερικανοί ερευνητές ανακάλυψαν ότι πόροι από νανοσωλήνες άνθρακα είναι ικανοί να φιλτράρουν το θαλασσινό νερό και να αφαιρούν το αλάτι, παράγοντας καθαρό νερό. Τέτοιοι είδους πόροι μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην τεχνολογία καθαρισμού του νερού, αναφέρουν οι ερευνητές του Εθνικού Εργαστηρίου Λώρενς Λίβερμορ και του Πανεπιστημίου Νορθγουέστερν.

Εκτιμάται πως έως και τέσσερα δισεκατομμύρια άνθρωποι αντιμετωπίζουν περιστασιακή ή συνεχή λειψυδρία σήμερα, και καθώς ο παγκόσμιος πληθυσμός αυξάνεται, η ανάγκη για τεχνολογίες καθαρισμού των υδάτων γίνεται όλο και πιο απαραίτητη.

Οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι κοίλες δομές που κατασκευάζονται από γραφένιο και χαρακτηρίζονται για τη δύναμή τους, την ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητά τους, καθώς επίσης για την ελαστικότητα και ευκαμψία τους.

Οι νανοσωλήνες άνθρακα διαθέτουν επίσης πολύ υψηλή διαπερατότητα νερού, χάρις στο λείο εσωτερικό τους, που δεν αλληλεπιδρά με διερχόμενα μόρια νερού. Μελετώντας την συγκεκριμένη ιδιότητα των νανοσωλήνων άνθρακα, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι οι δομές με διάμετρο μικρότερη από 0,8 νανόμετρα έχουν αξιοσημείωτα υψηλή διαπερατότητα στο νερό.

«Ο στενός υδρόφοβος δίαυλος αναγκάζει το νερό να μεταφερθεί με τρόπο παρόμοιο με αυτόν των πιο αποτελεσματικών βιολογικών μεταφορών νερού», δήλωσε η Ράμια Τουνουγκούντλα συνεπικεφαλής της μελέτης.

Τα μεγαλύτερα ιόντα αλατιού δεσμεύονται από τους πόρους των νανοσωλήνων, πράγμα που σημαίνει ότι οι νανοσωλήνες λειτουργούν ως  μικροσκοπικά φίλτρα νερού.

Μέσω πειραμάτων και υπολογιστικών προσομοιώσεων, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι μεγαλύτεροι νανοσωλήνες δεν διαχωρίζουν το αλάτι εξίσου αποτελεσματικά. Ενδεικτικά, η διαπερατότητα του νερού για τους νανοσωλήνες 0,8 νανομέτρων ήταν περίπου 10 φορές υψηλότερη από εκείνη με διάμετρο 1,5 νανόμετρο.

«Οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι μια μοναδική πλατφόρμα για τη μελέτη των μοριακών μεταφορών», δήλωσε ο Άλεξ Νόι, επικεφαλής της μελέτης. «Το μέγεθός τους, η ατομικά λεία επιφάνειά τους και η ομοιότητά τους με τους κυτταρικούς διαύλους μεταφοράς νερού, τους καθιστούν εξαιρετικά κατάλληλους για το σκοπό αυτό και είναι πολύ συναρπαστικό να παράγουμε ένα συνθετικό κανάλι νερού που λειτουργεί καλύτερα από τη φύση», πρόσθεσε.

Δημοφιλή