پیشرفتی در تصفیه آب (با الهام از یک موجود دریایی)
تیمی از محققان با الهام از Actinia، موجودی دریایی که طعمه خود را با شاخک‌های خود به دام می‌اندازد، روشی را برای تصفیه موثر آب ابداع کرده‌اند.
این تحقیق که با همکاری آزمایشگاه‌های Menachem Elimelech از Yale و Huazhang Zhao از دانشگاه پکن انجام شد، از ماده‌ای به نام نانو منعقدکننده برای خلاصی از آب از آلودگی‌ها استفاده کرد.
با حذف طیف گسترده‌ای از آلاینده‌ها در یک مرحله، این کشف نویدبخش بهبود قابل توجهی در قرن‌ها استفاده از منعقد کننده‌ها برای تصفیه آب است که نتایج آن در Nature Nanotechnology منتشر شده است.
هنگامی که به آب اضافه می‌شود، منعقد کننده‌های معمولی مانند سولفات آلومینیوم و سایر نمک‌های فلزی، ذرات بزرگتر را از آب جدا می‌کنند و باعث می‌شوند که آنها با هم به شکل‌های بزرگتر جمع شوند و ته نشین شوند.
از آنجا که این منعقد کننده‌ها ذرات کوچکتر حل شده در آب را حذف نمی‌کنند، روش‌های تصفیه اضافی لازم است.
با این حال، استفاده از فناوری‌های متعدد برای تصفیه آب، پرهزینه، انرژی‌بر است و می‌تواند به مقدار زیادی زمین نیاز داشته باشد. ایجاد یک فناوری کارآمد و آسان برای حذف همه آلاینده‌ها از آب، کلیدی برای رسیدگی به کمبود آب جهانی است.
تیم تحقیقاتی نانو، منعقدکننده جدید و بسیار پایداری را تولید کردند که از نظر ساختار، عملکرد و رفتار متفاوت از منعقد کننده‌های معمولی بود.
علاوه بر حذف ذرات معلق، این نانو منعقد کننده آلاینده‌های کوچک محلول را نیز حذف می‌کند.
رایان دوچانویس، دانشجو در آزمایشگاه الیملک و دکترای تخصصی، گفت: رفتار نانو منعقد کننده توسط ساختار آن کنترل می‌شود.
تحت شرایط خاصی، نانو منعقد کننده ساختاری را حفظ می‌کند که اجازه می‌دهد در طول زمان ذخیره شود.
اکتینیا یک شقایق دریایی با بدن کروی است که شاخک‌هایی دارد که در حالت استراحت جمع می‌شوند و در حین گرفتن طعمه بزرگ می‌شود.
محققان با استفاده از این شکارچی دریایی به عنوان مدل خود، منعقد کننده را با استفاده از اجزای آلی و معدنی برای تکرار ساختار اکتینیا سنتز کردند.
مشابه Actinia، نانو منعقد کننده دارای ساختار پوسته هسته‌‍‌‌ای است که از داخل به سمت خارج در داخل آب منتقل می‌شود.
پوسته ذرات معلق بزرگتر را بی‌ثبات می‌کند و در هم می‌گیرد، در حالی که هسته در معرض ذرات کوچکتر و حل شده را جذب می‌کند.
طیف گسترده‌ای از آلاینده‌ها را از ریزآلاینده‌های کوچک گرفته تا ذرات بزرگتر حذف می‌کند که بسیاری از آنها از روش‌های مرسوم دوری می‌کنند و نگرانی‌های قابل توجهی برای سلامت عمومی ایجاد می‌کنند.
Elimelech، پروفسور Roberto C. Goizueta در مهندسی شیمی و محیط زیست، می‌گوید: «توانایی حذف نیترات بسیار شگفت انگیز بود، زیرا منعقد کننده‌های آب سنتی حذف ناچیزی از نیترات را نشان می‌دهند.
همچنین برای تصفیه آب حیاتی است، زیرا آلودگی نیترات با سندرم «blue baby»، یک وضعیت بالقوه کشنده که کودکان خردسال را در برخی از نقاط جهان تحت تأثیر قرار می دهد، مرتبط است.
پروفسور Huazhang Zhao از دانشگاه پکن گفت، از آنجایی که این فرآیند یک مرحله‌ای است، این کار نویدبخش جایگزینی روش‌های فعلی تصفیه آب و کاهش شدید هزینه‌های عملیاتی تصفیه آب است.
او گفت: «همچنین درهایی را برای ساخت مواد «هوشمند» باز می کند که می توانند ترتیب و عملکرد را در پاسخ به محیط خود تغییر دهند.
بیشتر بدانید: تصفیه آب با کمک چوب، باکتری و خورشید
بیشتر بخوانید:آب تمیز گازدار از فیلترهای تعبیه شده غشایی نانوالماس
لینک مفید:نانوفیلتر نوید دسترسی سریع به آب تمیز را می دهد
تاریخ:1403/12/27
مهسانعمتی
