Есть множество способов очищения соленой воды для использования в других целях, но мембранный способ один из наиболее эффективных. Исследователи сейчас рассматривают пути, как можно его улучшить далее и приспособить для конкретных нужд
Ученые нашли способ сделать мембраны на 30-40% более эффективными в том, что касается энергии, необходимой для фильтрации воды. Ключ к их подходу в плотности мембран на уровне наношкалы, пишет sciencealert.com
В новом исследовании команда очеркивает как поддержание плотности мембран неизменной более важно, чем толщина самой мембраны. Это может улучшить технику очистки воды, известную как обратный осмос, где минералы удерживаются и удаляются мембраной, используя давление.
«Мембраны обратного осмоса широко используются для очистки воды, но мы по-прежнему многого не знаем о них», – говорит инженер по окружающей среде Маниш Кумар из университета Техаса в Остине.
«Мы не могли по-настоящему отследить, как через них движется вода, так что все улучшения за последние 40 лет были в общем проделаны в темноте».
Читать также: Трахеит при простуде у ребенка: как не позволить вирусу спуститься в легкие
Чтобы рассмотреть эти мембраны, Кумар и его коллеги использовали технику мультимодального электронного микроскопа – комбинацию анализа химического состава с 3D-отображением на уровне наношкалы – чтобы смоделировать, насколько эффективно вода может быть очищена.
Исследование было вдохновлено наблюдением, что более толстые мембраны часто лучше выполняли опреснение, что противоречит интуиции, поскольку при этом больше материала, через который должна пройти вода.
Моделирование обнаружило, что различная плотность и «мертвые зоны» в мембране играли большую роль, чем толщина.
Если плотность мембраны будет распределена равномерно, больше воды может быть очищено при помощи меньшего количества энергии, по предположению ученых.
Производство пресной воды жизненно важно не только для общественного здоровья, но также и для использования в агрикультуре и производстве энергии. Миллиарды литров воды очищаются ежегодно, так что увеличение эффективности на 30-40% значительно улучшит ситуацию.
Возможность проецировать мембрану в столь малом разрешении – меньше половины пучка ДНК в данном случае – означает, что у ученых теперь есть намного лучшее понимание того, что улучшает мембрану для обратного осмоса.