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科学家开发出纳米级滤膜,可以很便宜的把海水变成饮用水!

 大乘珠宝 2016-08-17

科学家开发出纳米级滤膜,可以很便宜的把海水变成饮用水!

过滤程序之后的再次过滤。美国工程师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节能。这可以帮助人们更容易取得饮用水,以对抗干旱等问题。研究人员已经开发出一种膜物质,这种膜的孔径只有纳米大小,叫做纳米膜。这种膜的清水通量很大,且可以阻挡盐和其他污染物通过。使用的材料是二硫化钼(MoS2),这些纳米级的滤膜上,布满了纳米小孔,过滤速度却比石墨烯快70 %。是建模工程师效率最高的一批薄膜。

领导这项研究的伊利诺伊州大学机械科学与工程学院教授Narayana Aluru:说“尽管在地球上绝大多数的地方都是水,但可以做为饮用水的水资源却很少 。” 如果我们能找到一种低成本,高效率的方式来淡化海水,那么我们就能够解决大多数缺水的问题。虽然海水淡化不是一种新概念,不过目前的技术对于海水淡化的处理水量、效率及成本仍有待加强。这种新型材料,无论是在过滤程序时所需耗费的能量,或是整套海水淡化系统运作的成本都有很大的进步。如果真的应用在实厂中,必定能对这个世界带来很大的转变。

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Aluru说:“要找到一种高效脱盐的材料非常不容易。我认为这项研究为新一代的材料,奠定了基础。这些材料在耗能和结垢,这两个长久困扰脱盐技术的问题上,有很大的进步。 ”

过去常见的脱盐技术,主要是靠逆渗透来处理。这种处理技术是让水通过一片薄的塑料膜孔道,不过过滤的过程中有很多问题都无法突破。把这片膜放大后,可以看到内层是含有很多纳米孔隙的膜材,这意味着它需要更多的压力进行操作(驱动力是压力)。此外还会有很多的阻塞产生,这也增加了营运成本。相较之下,二硫化钼膜的超滤膜,清水通量大且阻力小,就能减轻或解决上述的许多缺点。但该系统背后的聪明才智不只是在工程方面。

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该研究报告的第一作者Mohammad Heiranian 说:“二硫化钼具有先天的优势,在中间的钼会吸引水,然后从另一侧的推挤出去,所以清水通过孔隙的效率比起过去要高出很多。这与二硫化钼的化学性质以及孔隙组成的几何形状有关,而且不像石墨烯在孔径制程中需要经过非常复杂的处理程序。”

有了它就可以解决你常久以来的问题,为全世界解渴的滤膜。它真是太棒了!研究人员的下一步是与制造商技术合作,进行海水淡化模拟试验。第一步就是实厂测试,他们相信一定会很成功。以上这些是发表在自然通讯期刊上的研究,可以在工业规模应用上为大众谋福利。

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斯坦福大学的Amir Barati Farimani博士,同时也是伊利诺伊州研究工作的研究员,说到:“我在加利福尼亚州做研究时,有很多研究是在讨论干旱及其解决的方法。不过现在有更多的研究是探讨如何解决干旱的问题。我非常希望这项研究能够提供海水淡化厂的设计师很大的帮助。”

这篇文章(科学家开发出纳米级滤膜,可以降低海水淡化的成本)最早是在Science Alert发布

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