Οι χημικοί μηχανικοί αποκαλύπτουν τρόπους για να μοιάζουν με στερεές επιφάνειες ενισχύουν τον τρόπο με τον οποίο το νερό αλληλεπιδρά μαζί τους
Οι χημικοί μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, έχουν ανακαλύψει έναν νέο τρόπο για να μοτίβουν στερεές επιφάνειες για να ελέγξουν πώς αλληλεπιδρά με το νερό μαζί τους. Η τεχνική θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέα υλικά για καθαρισμό νερού, αφαλάτωση και άλλες εφαρμογές.
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Nitin Pilture, χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται "αυτοσυναρμολόγηση συμπολυμερούς μπλοκ" για να δημιουργήσει πρότυπα υδρόφιλων (ελκυστικών υδάτων) και υδρόφοβων (υδατοδιαλυτών) περιοχών σε μια στερεά επιφάνεια. Με τον έλεγχο του μεγέθους και της απόστασης αυτών των περιοχών, ήταν σε θέση να συντονίσουν τον τρόπο με τον οποίο τα σταγονίδια νερού συμπεριφέρθηκαν στην επιφάνεια.
Για παράδειγμα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι θα μπορούσαν να δημιουργήσουν επιφάνειες που προκάλεσαν την εξάπλωση των σταγονιδίων νερού και να σχηματίσουν ένα λεπτό φιλμ, ή που τους προκάλεσε να χάσουν και να κυλήσουν. Διαπίστωσαν επίσης ότι θα μπορούσαν να ελέγξουν την κατεύθυνση της ροής του νερού στην επιφάνεια, δημιουργώντας πρότυπα υδρόφιλων και υδρόφοβων λωρίδων.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η τεχνική τους θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μιας ποικιλίας νέων υλικών με προσαρμοσμένες ιδιότητες που απωθούν νερό. Αυτά τα υλικά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για μια ποικιλία εφαρμογών, όπως ο καθαρισμός του νερού, η αφαλάτωση και ο διαχωρισμός πετρελαίου-νερού.
Καθαρισμός νερού
Μία πιθανή εφαρμογή για την τεχνική των ερευνητών είναι στον καθαρισμό του νερού. Δημιουργώντας επιφάνειες που προσελκύουν νερό, είναι δυνατόν να απομακρυνθούν οι ακαθαρσίες από το νερό. Για παράδειγμα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι θα μπορούσαν να απομακρύνουν το αλάτι από το νερό χρησιμοποιώντας μια επιφάνεια που σχεδιάστηκε με υδρόφιες και υδρόφοβες λωρίδες. Τα σταγονίδια νερού θα ρέουν κατά μήκος των υδρόφιλων λωρίδων, ενώ τα ιόντα αλατιού θα απωθούνται από τις υδρόφοβες λωρίδες. Αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον καθαρισμό του νερού για την κατανάλωση, την άρδευση ή τη βιομηχανική χρήση.
αφαλάτωση
Μια άλλη πιθανή εφαρμογή για την τεχνική των ερευνητών είναι σε αφαλάτωση. Η αφαλάτωση είναι η διαδικασία αφαίρεσης αλατιού από το θαλασσινό νερό για την παραγωγή γλυκού νερού. Δημιουργώντας επιφάνειες που απωθούν το νερό, είναι δυνατόν να διαχωριστεί το αλμυρό νερό σε καθαρό νερό και συμπυκνωμένη άλμη. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι θα μπορούσαν να δημιουργήσουν επιφάνειες που ήταν τόσο υδρόφοβες που θα μπορούσαν ακόμη και να αποκρούσουν σταγονίδια αλμυρού νερού. Αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού για την κατανάλωση, την άρδευση ή τη βιομηχανική χρήση.
Διαχωρισμός πετρελαίου-νερού
Η τεχνική των ερευνητών θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να διαχωρίσει το πετρέλαιο και το νερό. Το λάδι και το νερό είναι μη αναμίγματα υγρών, που σημαίνει ότι δεν αναμειγνύονται. Ωστόσο, μπορεί να είναι δύσκολο να διαχωριστεί το πετρέλαιο και το νερό εάν αναμιγνύονται μαζί. Δημιουργώντας επιφάνειες που προσελκύουν νερό και απωθώντας το πετρέλαιο, είναι δυνατόν να διαχωριστούν τα δύο υγρά. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι θα μπορούσαν να δημιουργήσουν επιφάνειες που ήταν τόσο υδρόφοβες που θα μπορούσαν ακόμη και να αποκρούσουν σταγονίδια πετρελαίου. Αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον διαχωρισμό του πετρελαίου από το νερό σε βιομηχανικές διεργασίες, όπως η διύλιση και η διάτρηση πετρελαίου.
Η τεχνική των ερευνητών είναι ένας πολλά υποσχόμενος νέος τρόπος για τον έλεγχο της αλληλεπίδρασης του νερού με στερεές επιφάνειες. Αυτή η τεχνική θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέα υλικά για τον καθαρισμό του νερού, την αφαλάτωση, τον διαχωρισμό πετρελαίου-νερού και άλλες εφαρμογές.
