Νέα συσκευή μπορεί να αφαλατώσει το θαλασσινό νερό
Ας το παραδεχτούμε:Η πρόσβαση σε καθαρό νερό είναι κάτι που θεωρούμε δεδομένο. Αυτή τη στιγμή, το πιθανότερο είναι ότι δεν είστε περισσότερο από 30 δευτερόλεπτα με τα πόδια από μια βρύση. Δεν είναι και τόσο εύκολο για όλους, όμως. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι περίπου 4 δισεκατομμύρια άνθρωποι - το 66 τοις εκατό του παγκόσμιου πληθυσμού - δεν έχουν πρόσβαση σε γλυκό νερό για τουλάχιστον ένα μήνα το χρόνο. Με την αυξανόμενη έλλειψη νερού στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, είναι καιρός να εξερευνήσουμε νέες μεθόδους για να κάνουμε ό,τι είναι διαθέσιμο πιο ασφαλές για κατανάλωση. Μία από τις μεθόδους είναι η αφαλάτωση του θαλασσινού νερού.
Απομυθοποιήθηκε η αφαλάτωση
Η αφαλάτωση, η διαδικασία αφαίρεσης του αλατιού από το αλμυρό νερό, ακούγεται απλή. Ωστόσο, είναι πολύ πιο περίπλοκο στην πράξη. Για να γίνει πόσιμο το αλμυρό νερό απαιτείται τεράστια ποσότητα ενέργειας — συνήθως από ορυκτά καύσιμα — και συχνά αφήνει πίσω περιβαλλοντικά επιβλαβή απόβλητα.
Τα ίδια τα εργοστάσια πρέπει επίσης να συμμορφώνονται με διάφορα πρότυπα προστασίας του περιβάλλοντος. Αν και υπάρχουν για καλό λόγο, το αυξημένο κόστος θα μπορούσε να αυξήσει τις ήδη υψηλές τιμές του νερού στις πληγείσες περιοχές. Χάρη στις πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνικές αφαλάτωσης, όλα αυτά θα μπορούσαν να αλλάξουν.
Μεμβράνες γραφενίου
Μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ ανέφερε πρόσφατα ότι ανακάλυψε μια πολύ πιο χρήσιμη μέθοδο αφαλάτωσης χρησιμοποιώντας σύνθετες μεμβράνες οξειδίου του γραφενίου. Αυτό το έργο βασίζεται σε προηγούμενη έρευνα που χρησιμοποιεί τις μεμβράνες για να φιλτράρει τα νανοσωματίδια και τα οργανικά μόρια. Εκείνη την εποχή, τα φίλτρα δεν είχαν κανένα τρόπο να αφαιρέσουν τα κοινά άλατα που συναντώνται στο θαλασσινό νερό.
Το πρόβλημα ήταν ότι όταν εκτεθεί στο νερό, η μεμβράνη διογκωνόταν, επιτρέποντας στα μικρά άλατα να παρακάμψουν το φίλτρο. Μέσω έρευνας και δοκιμών, η ομάδα ανέπτυξε έναν τρόπο για την πρόληψη του οιδήματος και τον έλεγχο του μεγέθους των πόρων, επιτρέποντας καλύτερη διήθηση.
Η επιστήμη στην εργασία για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού
Οι μεμβράνες λειτουργούν μπλοκάροντας το αλάτι σε μικροσκοπικό επίπεδο. Όταν το αλάτι διαλύεται στο νερό, τα μόρια του νερού σχηματίζουν ένα είδος κελύφους γύρω από τα μόρια του άλατος. Οι πόροι της μεμβράνης είναι τόσο μικροί που επιτρέπουν στα μόρια του νερού να περάσουν χωρίς τα μεγαλύτερα μόρια άλατος. Αυτή η διαδικασία εμποδίζει το 97 τοις εκατό του αλατιού να ρέει.
Σύμφωνα με τους συγγραφείς Jijo Abraham και Dr. Vasu Siddeswara Kalangi, η ικανότητα ελέγχου του μεγέθους των πόρων της μεμβράνης ανοίγει την τεχνολογία σε πολλές άλλες εφαρμογές εκτός από την απλή αφαλάτωση. Οι επιστήμονες θα μπορούσαν, για παράδειγμα, να φιλτράρουν τα ιόντα κατά μέγεθος.
Ελπίδα για το μέλλον
Η ομορφιά του φίλτρου οξειδίου του γραφενίου είναι ότι είναι σχετικά απλό να κατασκευαστεί σε εργαστήριο, ειδικά σε σύγκριση με ένα πλέγμα γραφενίου, το οποίο είναι δύσκολο να παραχθεί σε σημαντικές ποσότητες και πρέπει να έχει ανοίξει τις τρύπες σε αυτό.
Για να μετριάσει το πρήξιμο, η ομάδα χρησιμοποίησε την πονηρά απλή λύση του σάντουιτς του φίλτρου ανάμεσα σε δύο τοίχους από κοινό εποξειδικό. Αυτός ο περιορισμός είναι που επιτρέπει στους χρήστες να ρυθμίζουν με ακρίβεια ό,τι περνά μέσα από το φίλτρο.
Χάρη στην οικονομική αποδοτικότητα αυτού του φίλτρου, περιοχές με λίγους οικονομικούς πόρους θα μπορούσαν να αρχίσουν να παράγουν γλυκό νερό με ένα κλάσμα του κόστους μιας μονάδας αφαλάτωσης. Καθώς ο ΟΗΕ εκτιμά ότι η λειψυδρία θα αυξηθεί μόνο στις αστικές περιοχές και στις αναπτυσσόμενες χώρες, όσο πιο γρήγορα τελειοποιηθεί αυτή η τεχνολογία, τόσο το καλύτερο.
Αν και εξακολουθεί να χρειάζεται βελτίωση όσον αφορά την ανθεκτικότητα και την ευκολία καθαρισμού, η ομάδα ανάπτυξης ελπίζει ότι η έρευνά της θα παίξει ρόλο στον μετριασμό της επικείμενης κρίσης νερού.
