غشای هوشمند گرافنی برای تصفیه آب

محققان پوششی گرافنی روی غشای تصفیه آب ایجاد کردند که نسبت به غشاهای نانوفیلتراسیون موجود قوی‎تر و قابلیت تولید انبوه بالاتری دارد.

گرافن خواص مکانیکی بالایی دارد و ساختار متخلخل آن 100 درصد نمک را جدا می‏کند و آن را برای کاربرد در غشاهای تصفیه آب بسیار مناسب می‎سازد. به هر حال، چالش‎های متعددی در استفاده از گرافن به صورت صنعتی وجود دارد. این تحقیق تلاش کرده است تا بر این چالش‎ها غلبه کند و راهی ارزان برای تولید غشای با کیفیت بالا فراهم کند.

تیم تحقیقاتی بین‎المللی شامل دانشمندان دانشگاه شینشو ژاپن و مرکز اتمی پن استیت، پوششی گرافنی روی غشا ایجاد کردند که نسبت به غشاهای نانوفیلتراسیون موجود قوی‎تر و قابلیت تولید انبوه بالاتری دارد. این محصول امکان استفاده در جداسازی پروتئین، تصفیه آب و صنایع غذایی و دارویی را دارد.

 

غشای مبتنی بر گرافن برای تولید آب سالم

تولید غشای هوشمند که نرخ جریان و بازدهی بالا و هم‎چنین عمر طولانی داشته باشد همیشه مورد توجه محققان بوده است. از طرف دیگر این غشاها باید در برابر رسوب مواد زیستی و غیرآلی نیز مقاوم باشند تا امکان تولید آب تمیز را فراهم کند.

در غشاهای هیبریدی که توسط این تیم توسعه یافته است از فناوری پاشش برای پوشش‎دهی مخلوط اکسید گرافن و چندلایه گرافن در غشای محافظ استفاده می‎شود. غشای محافظ قدرت غشاهای هیبریدی را افزایش می‎دهد به گونه‏ای که قادر است در برابر جریان شدید عبوری، فشار بالا و محلول کلرینه مقاوم باشد.

حتی در مراحل اولیه توسعه این غشا، 85 درصد از نمک جدا شد که آب حاصل برای کاربردهای کشاورزی مناسب است. همچنین 96 درصد مولکول‎های رنگ جدا می‎شوند. بنابراین، این غشا برای صنعت نساجی که حجم بالای رنگ در پساب خروجی وجود دارد نیز مناسب است. معمولا از کلر برای جلوگیری از رشد رسوبهای زیستی در غشا استفاده می‎شود اما این ماده شدیدا کارایی غشاهای پلیمری موجود را کاهش می‎دهد. افزودن گرافن چند لایه این غشاها را در برابر این ماده مقاوم می‎سازد.