Американські фахівці знайшли розв’язання складної проблеми, яка не піддавалася вченим протягом кількох десятків років. Розібравшись в роботі мембран для опріснення та очищення води, вони змогли встановити, від чого насправді залежить їх продуктивність — та як її підвищити.
Опріснювальна мембрана видаляє сіль та інші хімічні елементи з води, роблячи її придатною для пиття, виробництва енергії та поливу сільськогосподарських рослин. Це досить простий процес — брудну воду пропускають через фільтр і отримують чисту — але дещо в ньому залишається незрозумілим. Команда дослідників з Університету Пенсільванії, Техаського університету в Остіні, Університету штату Айова та компаній Dow Chemical й DuPont Water Solutions змогли розібратися, як насправді мембрани очищають воду від мінералів, повідомляє Science Daily.
«Не дивлячись на тривале її використання ми ще багато чого не знаємо про те, як працюють мембрани для фільтрації води, — заявив професор Енріке Гомес, керівник наукової групи. — Ми виявили, що для продуктивності процесу отримання води дуже важливо те, як ви контролюєте розподіл щільності мембрани в наномасштабі».
Використавши електронну мікроскопію, вчені встановили, що опріснювальні мембрани нерівномірні по щільності й масі. Вони створили з полімерних плівок тривимірні моделі з різною щільністю та здатністю приблизно 1 нм й побачили, що при такому наближенні розподіл маси в мембранах відрізняється і впливає на продуктивність водного фільтра.
Відкриття стало для вчених сюрпризом, оскільки раніше вважалося, що чим товще мембрана, тим менше продуктивність системи фільтрації. Але виявилося, що товщина не має такого значення, як відсутність вкрай щільних в наномасштабі ділянок, «мертвих зон». Іншими словами, рівномірність щільності мембрани важливіше її товщини для підвищення продуктивності водного фільтра.
Завдяки цьому відкриттю можна буде збільшити ефективність мембран на 30-40%, тобто більше води можна буде очистити при менших витратах енергії.
Торік вчені з США розробили нову технологію, яка дозволяє на 75% скоротити витрати енергії при опрісненню води та не завдаючи шкоди навколишньому середовищу. Метод вигідно відрізняється відсутністю мембран та необхідності в випаровуванні води.
