Tuzdan arındırma atılımı, daha ucuz su filtrasyonuna yol açabilir
Daha düşük maliyetle temiz su üretmek, araştırmacıların ardından ufukta olabilir. Austin’deki Teksas Üniversitesi ve Penn State, bilim adamlarını onlarca yıldır şaşırtan karmaşık bir sorunu çözdü.
Tuzdan arındırma membranları, tarım, enerji üretimi ve içme için milyarlarca galon suyu temizleyerek toplum sağlığı için kritik bir süreç olan sudan tuz ve diğer kimyasalları uzaklaştırır. Fikir basit görünüyor — tuzlu suyu içinden geçirin ve diğer taraftan temiz su çıkıyor — ancak süreç, bilim adamlarının hâlâ anlamaya çalıştığı karmaşık incelikler içeriyor.
DuPont Water Solutions ile ortaklaşa araştırma ekibi, bu gizemin önemli bir yönünü çözerek temiz su üretiminde maliyetlerin düşmesine kapı açtı. Araştırmacılar, tuzdan arındırma membranlarının yoğunluk ve kütle dağılımında tutarsız olduğunu ve tutarsızlığın performanslarını engelleyebileceğini belirlediler. Nano ölçekte tekdüze yoğunluk, bu zarların ne kadar temiz su üretebileceğini artırmanın anahtarıdır.
Araştırmayı yöneten UT Austin inşaat, mimari ve çevre mühendisi Manish Kumar, “Ters ozmoz membranları suyu temizlemek için yaygın olarak kullanılıyor, ancak onlar hakkında hala bilmediğimiz çok şey var” dedi. “Suyun içlerinden nasıl geçtiğini gerçekten söyleyemedik, bu nedenle son 40 yıldaki tüm iyileştirmeler esasen karanlıkta yapıldı.”
Bulgular yayınlandı Bilim.
Belge, test edilen membranlarda verimlilikte %30-%40 oranında bir artış olduğunu belgeliyor, bu da membranların önemli ölçüde daha az enerji kullanırken daha fazla su temizleyebilecekleri anlamına geliyor. Bu, hem bireysel evler hem de büyük kullanıcılar için temiz suya erişimin artmasına ve su faturalarının düşmesine yol açabilir.
Iowa Eyalet Üniversitesi’nden araştırmacıları da içeren ekip, Penn State’teki Malzeme Karakterizasyon Laboratuvarında son teknoloji elektron mikroskoplarını kullanarak nano ölçekli bir zar yapısının 3 boyutlu rekonstrüksiyonlarını geliştirdi. Bilim adamları, yapıya göre suyun ne kadar verimli temizlenebileceğini tahmin etmek için suyun bu zarlardan geçtiği yolu modellediler.
Texas Advanced Computing Center’daki araştırmacılar, bu simülasyonların görselleştirilmesine yardımcı oldu ve hesaplamaların çoğu, ABD Ulusal Bilim VakfıTACC’nin süper bilgisayarı Stampede2 tarafından finanse edildi.
NSF Ofisi Direktörü Manish Parashar, “NSF hesaplama altyapısı, bu kamu/özel ortaklığı tarafından ülkenin su kaynaklarını korumak için yürütülen temel çalışma gibi önemli sonuçlara sahip çok çeşitli araştırma çabalarını destekleyen çok yönlü bir platform sunuyor” dedi. Gelişmiş Siber altyapı.