ساخت نانوفیلتری که سمج ترین آلاینده شیمیایی را حذف می کند
نکسترو: دانشمندان دانشگاه موناش، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و شرکت استرالیایی نماتیک (NematiQ) موفق به طراحی فیلتر جدیدی شدند که می تواند مواد شیمیایی سخت حذف موسوم به PFAS را بطور مؤثری از آب جدا کند.
به گزارش نکسترو به نقل از خبرگزاری ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در حرکتی نوآورانه در عرصه تصفیه آب، تیمی از محققان بین المللی موفق به توسعه یک غشای تصفیه پیشرفته مبتنی بر اکسید گرافن شده اند که می تواند مولکول های کوچک PFAS را که به طور معمول از فیلترهای سنتی رد می شوند، به دام بیندازد. این غشا که با مولکول بتاسیکلودکسترین (βCD) اصلاح شده است، دارای کانال های نانومقیاس است که انتخابی عمل کرده و PFAS را نگه می دارند، در صورتیکه اجازه عبور آزادانه به آب می دهند.
مواد PFAS (مواد آلکیل پر و پلی فلوئوردار)، که به سبب پایداری شیمیایی بالا به مواد شیمیایی همیشگی معروف اند، در قشر بزرگی از محصولات صنعتی و مصرفی استفاده می شوند. این مواد در محیط زیست تجزیه نمی شوند و خطرات بالقوه ای برای سلامت انسان و طبیعت دارند. آلودگی منابع آب استرالیا به PFAS یکی از نگرانی های بیش از پیش برای دولت ها و ارائه دهندگان خدمات آبی این کشور است، تا جایی که مجلس فدرال استرالیا درحال بررسی گستردگی این آلودگی است.
در آزمون های مقایسه ای، غشای جدید عملکردی بسیار بالاتر از غشاهای پلی آمید سنتی از خود نشان داد؛ غشاهایی که به طور معمول تنها حدود ۳۵٪ از PFAS زنجیره کوتاه را حذف می کنند. در مقابل، غشای گرافنی طراحی شده توسط این تیم نه فقط این مواد را حذف نمود، بلکه مانعی انرژی زا ایجاد کرد که مانع عبور آنها در دماهای مختلف شد.
یوبرت ماهوفا (Eubert Mahofa)، دانشجوی دکترای دانشگاه موناش و نویسنده اصلی مقاله مربوط به این پروژه، درباره ی اهمیت این موفقیت اظهار داشت: «مواد PFAS به آسانی در آب حل می شوند و می توانند در فواصل دور پخش شوند. حذف این مواد کوچک، چالشی بزرگ برای فیلترهای موجود بوده است. راهکار ما، با تمرکز بر فیلتر کردن و تغلیظ این آلاینده ها بدون کاهش سرعت جریان آب، قدمی مهم در راه پاک سازی منابع آبی بشمار می رود.»
دکتر سالی المرغاوی (Sally El Meragawi)، از اعضاء این تیم تحقیقاتی، به کاربردهای جهانی این فناوری اشاره نمود و اظهار داشت: «با ترکیب مواد پیشرفته و شیمی هوشمند، غشایی با ساختاری منحصربه فرد طراحی نموده ایم که حتی کوچک ترین مولکول های PFAS را نیز حذف می کند. این تکنیک همین طور می تواند مواد مغذی مهم موجود در آب را حفظ کند و در کنار سیستم های نانوفیلتراسیون سنتی، عملکرد بهتری عرضه نماید.»
این غشا با بهره گیری از روش چاپ هم تراز برشی (shear alignment printing) تولید شده است؛ روشی مقیاس پذیر که امکان تولید صنعتی فیلم های اکسید گرافن را فراهم می آورد. برخلاف فیلترهای رایج، این تکنیک نه فقط از نظر کارآیی برتری دارد، بلکه قابلیت تولید انبوه با هزینه کمتر را نیز ممکن می سازد.
پروفسور مینک ماجومدر (Mainak Majumder)، مدیر مرکز تحقیقات مواد دوبعدی ARC در استرالیا که حامی این پروژه بوده، دراین باره اظهار داشت: «این فناوری می تواند شیوه روبرو شدن با آلودگی PFAS را در سرتاسر جهان متحول کند؛ از تصفیه شیرابه های زباله گرفته تا پالایش فاضلاب های صنعتی. غشای ما راه را برای طراحی نسل جدیدی از غشاها با قابلیت حذف هدفمند آلاینده ها باز می کند.»
این پروژه نتیجه همکاری طولانی مدت دانشگاه موناش با شرکت استرالیایی کلین تک واتر (Clean TeQ Water) و شرکت تابعه ی تخصصی آن در عرصه گرافن، نماتیک (NematiQ) است.
پیتر وویگت (Peter Voigt)، مدیرعامل نماتیک، اظهار داشت: «توسعه غشای گرافنی اصلاح شده برای حذف PFAS، پیشرفتی هیجان انگیز در فناوری تصفیه آب است. ما مشتاقانه درحال همکاری با دانشگاه موناش برای تجاری سازی این نوآوری هستیم.»
پروفسور ماجومدر نیز اضافه کرد: «چنین همکاری هایی، کلید ترجمه پژوهش های علمی به راهکار هایی با تأثیر واقعی در جهان هستند. ما برای ادامه این مسیر هیجان زده ایم.»
منبع: نكسترو
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب