Ο τρόπος με τον οποίο μεταφέρουμε νερό στο σώμα μας εμπνέει νέα μέθοδο διήθησης

Το ανθρώπινο σώμα έχει ένα απίστευτα αποτελεσματικό και εξελιγμένο σύστημα για τη μεταφορά νερού και θρεπτικών ουσιών σε όλο το τεράστιο δίκτυο κυττάρων και ιστών του. Αυτό το σύστημα, γνωστό ως κυκλοφορικό σύστημα, περιλαμβάνει την καρδιά, τα αιμοφόρα αγγεία και το αίμα. Με την κατανόηση των μηχανισμών πίσω από αυτή τη φυσική διαδικασία, οι επιστήμονες μπόρεσαν να αντλήσουν έμπνευση για την ανάπτυξη καινοτόμων μεθόδων διήθησης με εκτεταμένες εφαρμογές.

1. διήθηση μέσω μεμβρανών :

Το ανθρώπινο κυκλοφορικό σύστημα βασίζεται σε ημιδιαρχικές μεμβράνες, όπως τα τείχη των τριχοειδών, ώστε να επιτρέπεται η ανταλλαγή νερού και θρεπτικών ουσιών μεταξύ της κυκλοφορίας του αίματος και των γύρω ιστών. Εμπνευσμένο από αυτή την έννοια, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μεμβράνες φιλτραρίσματος με συγκεκριμένα μεγέθη πόρων που επιτρέπουν επιλεκτικά το νερό να περάσει κατά την εμπλοκή των μολυσματικών ουσιών. Αυτή η αρχή είναι θεμελιώδους σημασίας για τα συστήματα καθαρισμού του νερού, την αντίστροφη όσμωση και την αιμοκάθαρση.

2. Επιλεκτική πίεση :

Η κυκλοφορία του αίματος στο σώμα μας οδηγείται από την αντλία της καρδιάς, δημιουργώντας κλίσεις πίεσης που διευκολύνουν την κίνηση του υγρού. Ομοίως, σε διεργασίες διήθησης, η πίεση χρησιμοποιείται για να εξαναγκάσει το νερό μέσω μεμβρανών, αφήνοντας πίσω τις ακαθαρσίες. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται συνήθως σε συστήματα μικροδιήθησης, υπερδιήθησης και νανοθερμολόγησης.

3. :

Η ηλεκτροδιαφυγή είναι μια διαδικασία διαχωρισμού που χρησιμοποιεί ημιδιές μεμβράνες και ηλεκτρικό δυναμικό για την απομάκρυνση ιόντων και άλλων φορτισμένων σωματιδίων από το νερό. Αυτή η τεχνολογία αντλεί έμπνευση από την ικανότητα του ανθρώπινου σώματος να μεταφέρει ιόντα σε κυτταρικές μεμβράνες μέσω διαύλων ιόντων και αντλιών. Η ηλεκτροκύματα βρίσκει εφαρμογές σε αφαλάτωση, επεξεργασία λυμάτων και επεξεργασία τροφίμων.

4. Βιοϊνικία σε υλικά διήθησης :

Οι επιστήμονες διερευνούν επίσης τη μίμηση των φυσικών υλικών που βρίσκονται στο κυκλοφορικό σύστημα για την ενίσχυση της απόδοσης διήθησης. Για παράδειγμα, οι μοναδικές ιδιότητες της αιμοσφαιρίνης, της πρωτεΐνης μεταφοράς οξυγόνου στο αίμα μας, έχουν εμπνεύσει την ανάπτυξη βιομιμητικών μεμβρανών για αποτελεσματικό διαχωρισμό οξυγόνου και διήθηση σε διεργασίες διαχωρισμού αερίων.

5. microfluidics :

Τα μικρορευστοειδή συστήματα, τα οποία περιλαμβάνουν τη χειραγώγηση των μικρών όγκων υγρών σε μικροκαναλίδες, έχουν επηρεαστεί από το περίπλοκο δίκτυο αιμοφόρων αγγείων στο σώμα μας. Μιμώντας τα περίπλοκα πρότυπα διακλάδωσης των τριχοειδών, οι μικρορευστοειδείς συσκευές επιτρέπουν τον ακριβή έλεγχο, την ανάμειξη και τον διαχωρισμό των υγρών για διάφορες εφαρμογές, όπως η ιατρική διάγνωση, η χημική σύνθεση και η χορήγηση φαρμάκων.

Η μελέτη των μηχανισμών μεταφοράς νερού στο ανθρώπινο σώμα συνεχίζει να παρέχει πολύτιμες γνώσεις και έμπνευση για το πεδίο της διήθησης. Οι επιστήμονες διερευνούν συνεχώς νέες έννοιες και υλικά που μπορούν να φέρει επανάσταση στον καθαρισμό του νερού, στην επεξεργασία λυμάτων και σε άλλες βιομηχανικές διεργασίες, καθιστώντας τους πιο αποτελεσματικές και βιώσιμες.