نانومواد پیشرفته ای که مقرر است تصفیه آب را متحول کنند
بازار مقاله: بازار مقاله: نوآوری هایی که سالانه در مورد غشاهای مبتنی بر نانوفناوری صورت می گیرند، می توانند تصفیه آب را در آینده نزدیک متحول کنند.
به گزارش بازار مقاله به نقل از ایسنا و به نقل از نانومگزین، خیلی از ما دسترسی به منابع آب را در آب وهوای معتدل بدیهی می دانیم و به شناسایی منابع آب شیرین و تمیز می پردازیم اما در همه نقاط جهان این طور نیست و انگیزه هایی برای دسترسی بیشتر جمعیت آنها به آب پاک وجود دارد تا آب چه با توسعه تکنولوژیهای جدید برای بیرون آوردن آب از زمین و چه برای ایمن کردن آب مضر موجود، برای مصرف انسان قابل شرب تر شود.
باریکی بسیار زیاد نانومواد مدتی است که آنها را به گزینه های مناسبی برای کاربردهای تصفیه آب تبدیل نموده است. پیشرفت های زیادی در پژوهش های دانشگاهی انجام شده است اما فیلترهای تجاری که هم اکنون در بازار هستند یا به زودی وارد بازار خواهند شد، از غشاهای نانومقیاس برای فیلتر کردن مواد مضر موجود در منبع آب استفاده می نمایند.
وجود منافذ کوچک در غشاهای نانو بدین معناست که ذرات معلق و گونه های مضر بیشتری را می توان از آب حذف نمود و توانایی آنها در مقایسه با غشاهای دارای منافذ بزرگ تر، بیشتر است. این ویژگی، نانومواد را به مواد مناسبی برای ساخت فیلترهای آب تبدیل می کند و به زودی نتایج گسترده ای را در تامین آب پاک به همراه خواهد داشت.
شرکت ال جی و نانوغشاها
شرکت ال جی به خاطر تولید وسایل الکترونیکی خود که در خیلی از خانه ها و محل های کار وجود دارند، شناخته شده است اما خیلی از زیرشاخه های ال جی مانند «ال جی کمیکال»(LG Chem) در حوزه های دیگری مانند تصفیه آب نیز کار می کنند.
نانوغشاهای ال جی که «™ NanoH2O» نامیده می شوند، قبل از خریده شدن توسط ال جی در سال ۲۰۱۴، ابتدا توسط شرکتی به همین نام ساخته شدند. بنابراین، نه فقط هم اکنون توسط یکی از بزرگترین شرکت های فناوری جهان در دسترس قرار دارند، بلکه برای سالهای زیادی نیز از نظر تجاری در دسترس بوده اند.
این غشاها از یک لایه نازک نانوکامپوزیت برای جدا کردن نمک از آب و تامین کردن آب شرب تمیز استفاده می نمایند. غشاها قابلیت بالایی در دفع نمک دارند(حداقل ۹۹.۶ درصد) و حداقل انرژی را مصرف می کنند. بنابراین، هزینه فرآیندهای نمک زدایی را کاهش داده اند و دسترسی بیشتری را به آب تمیز حاصل از منابع آب شور فراهم نموده اند.
نانومواد کربنی
یکی از رایج ترین مواد مورد استفاده در دنیای نانوفیلتراسیون، نانومواد کربنی هستند که انواع مختلفی از آنها وجود دارد.
یکی از شرکت هایی که از نانومواد کربنی استفاده می نماید، «کربن بلاکتک»(Carbon Blocktech) است که کربن «نانومش تی ام»(NanomeshTM) را به عنوان فیلتر کربن برای تصفیه آب به کار می برد. این یک فناوری اختصاصی است و به همین دلیل، از ساختار دقیق نانومش محافظت می شود.
شرکت کربن بلاکتک چندین فیلتر را در دسترس دارد که حذف خیلی از آلاینده ها را با فناوری نانومش تی ام امکان پذیر می کنند. آنها بجای تمرکز بر حذف نمک یا ذرات معلق، بیشتر بر حذف مواد مضر مصنوعی و طبیعی مانند باکتری ها، ویروس ها، کیست های انگلی، ترکیبات دارویی آلاینده، سرب، جیوه، آرسنیک و مواد شیمیایی آلی فرار از آب تمرکز کرده اند.
وقتی صحبت از نانومواد کربنی به میان می آید، نخستین گزینه ای که به ذهن خطور می کند اغلب گرافین است و سیستم های فیلتراسیون مبتنی بر گرافین نیز بصورت تجاری در دسترس هستند. پژوهش های دانشگاهی زیادی پیرامون این مساله انجام شده اند اما تا حالا تنها چند پیشرفت تجاری حاصل شده است.
یکی از شرکت های فعال دراین زمینه، شرکت ایتالیایی «دیرکتا پلاس»(Directa Plus) است که از گرافین در خیلی از زمینه های کاربردی استفاده می نماید. این شرکت از فناوری خود موسوم به «® Grafysorber» استفاده می نماید که یک لایه حاوی گرافین است و روغن را از آب جذب می کند.
برخلاف سایر روش های تصفیه آب، این فناوری برای تصفیه آب هایی که تحت تأثیر نشت نفت آلوده شده اند و همین طور در تصفیه خانه های آب برای جداسازی لجن ها و امولسیون های حاوی هیدروکربن استفاده می شود و هیدروکربن ها را بازیابی می کند تا بجای هدر رفتن، بتوان باردیگر از آنها بهره برد.
محصول دیگری که در مرحله توسعه به سر می برد، پروژه ای تحت سرمایه گذاری نهاد پژوهشی «گرافین فلگشیپ»(Graphene Flagship) است که «گرافیل»(Graphil) نام دارد. این فیلتر از الیاف توخالی ترکیب شده با اکسید گرافین و پلیمر، به عنوان غشای فیلتر استفاده می نماید.
اکسید گرافین برای جذب آلاینده های آبی که از آن عبور می کند، استفاده می شود و فیلتر برای حذف آلاینده های مضر مانند آنتی بیوتیک ها، آفت کش ها، فلزات سنگین و پلی فلوروآلکیل از آب شرب مورد استفاده قرار گرفته است.
مواد دوبعدی
بااینکه گرافین همیشه سرفصل ها را در عرصه مواد دوبعدی به خود اختصاص می دهد اما در حقیقت بیش از ۱۰۰ ماده دوبعدی دیگر هستند که کاربردهای گسترده ای دارند. این امر به فیلتراسیون آب نیز توسعه می یابد و نمونه های اولیه ای که هم اکنون به معرض نمایش گذاشته شده اند، از مواد دوبعدی استفاده می نمایند.
یکی از شرکت های نوآور دراین زمینه، شرکت بریتانیایی «مولیمم»(Molymem) است که از غشاهای سرامیکی حاوی الیاف توخالی «دی سولفید مولیبدن»(MoS۲) استفاده می نماید. نمونه ای از این غشاها که در «نمایشگاه مواد پیشرفته ۲۰۲۳»(۲۰۲۳ Advanced Materials Show) به معرض نمایش گذاشته شد، نشان داد که می تواند آب کثیف را فورا به آب تمیز تبدیل کند.
غشاهای سرامیکی به سبب طول عمر بیشتر در مقایسه با غشاهای پلیمری، محبوبیت بیشتری در بازار پیدا کرده اند. این غشاهای مواد دوبعدی علاوه بر اینکه در مقابل خوردگی بسیار مقاوم هستند، منافذ بسیار کوچک و شار آب بالایی دارند. این بدان معناست که خیلی از مولکول ها را می توان فیلتر کرد و در عین حال، توان عملیاتی بالایی را نیز ارائه داد.
مفهوم جالب فیلتر شرکت مولیمم این است که آنها یک فیلتر کامل را نمی فروشند، بلکه در عوض، پوشش سرامیکی دی سولفید مولیبدن را به فروش می رسانند برای اینکه می توان آنرا برای فناوری های فیلتراسیون غشایی موجود اعمال کرد.
شرکت مولیمم مقرر است رویکرد جدیدی را در عرصه نانوفیلتراسیون عرضه نماید برای اینکه این پوشش ها را می توان نسبت به سیستم های موجود مقاوم سازی کرد. این کار نه فقط راهی را برای بهبود عملکرد غشای تصفیه آب ارائه می دهد، بلکه کمک می نماید غشاهای موجود نیازی به دفع نداشته باشند و بدین ترتیب، هزینه ها و ضایعات را می کاهد.
تازه ترین فناوری توسط شرکت «اینویکتا واتر»(Invicta Water) ارائه شده است که از «نیترید بور شش ضلعی»(h-BN) استفاده می نماید اما آنرا در شکل معمولی خود به کار نمی برد، بلکه برای تشکیل نانولوله های بور آنرا بصورت رول شده مورد استفاده قرار می دهد. این نانولوله ها با کریستال های نیترید بور استفاده شده اند تا یک ماده نانومتری مشابه میلگرد موسوم به «نانوباربز تی ام»(NanobarbsTM) را ایجاد کنند.
نوآوری ها در حوزه تولید غشاهای تصفیه کننده به سرعت درحال پیشرفت هستند و شرکت های جدید همچنان هر سال به بازار وارد می شوند. بااینکه این مقاله، تنوع ارائه شده برای نانوفناوری را در حوزه غشاهای فیلتر آب نشان میدهد اما ممکنست که چشم انداز تجاری در چند سال آینده بسیار متفاوت باشد.
منبع: marketdoc.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب