Главная » 2011 » Июнь » 9 » Нанотехнологческий фильтр позволит превратить морскую воду в пресную
13:31
Нанотехнологческий фильтр позволит превратить морскую воду в пресную
В последнем выпуске журнала "Physics World" Джэйзон Риз (Jason Reese), профессор термодинамики и механики жидкостей в Университете Стрэтчклайд, описал роль, которую углеродные нанотрубки (CNT), могли бы сыграть в процессе опреснения воды, обеспечивая возможное решение проблемы широкой численности населения всего мира, требующего, все больше и больше свежей питьевой воды. Прогнозы глобального роста численности населения показывают, что спрос на воду во всем мире возрастет на треть к 2030 году. Но уже более миллиарда людей испытывают нехватку питьевой воды, а при потенциалом увеличении температуры на 3-4 градуса и последующим перераспределении количества осадков, дела, вероятно, будут обстоять намного хуже.
Углеродные нанотрубки, в сущности, представляющие собой листы одного толстого атома углерода свернутого в цилиндры, были исследованы профессором Ризом и его научно-исследовательской группой. В ходе изучения были использованы компьютерные моделирования, как новый метод в процессе превращения мутной морской воды в очищенную питьевую воду. Их техника основана на процессе осмоса – естественное перемещение воды из области с низкой концентрацией растворенного вещества через проницаемую мембрану в область с высокой концентрацией. Но подобно тому, как это делают большинство уже существующих заводов по опреснению воды, техника Риза использует противоположный процесс "обратного осмоса", посредством которого вода движется в противоположном направлении, оставляющий соленую воду чистой.
Можно представить себе большой бак воды, разделенный на две секции проницаемой мембраной, в одной половине бака содержится пресная вода, а в другой половине – морская. Вода естественным образом должна перемещаться из контейнера со свежей водой в сторону контейнера с морской водой, чтобы разбавлять морскую воду и нейтрализовать концентрацию. Но в действии обратного осмоса применяется сильное давление к стороне бака с морской водой, который возобновляет процесс, заставляя воду перемещаться на сторону с пресной водой и избавляться от соли. Хотя этот процесс может удалить необходимое количество солей и минералов, содержащихся в воде, он не очень неэффективный, а создавать высокое давление слишком дорого.
Риз, тем не менее, показал, что углеродные нанотрубки обладают водной проницаемостью в 20 раз больше, чем самые современные коммерческие мембраны обратного осмоса, что существенно сокращает стоимость и энергию необходимую для процесса опреснения. К тому же, нанотрубки очень эффективные в отталкивании слоёв ионов, тем более, что группы особых химических веществ могут быть применены к ним для создания специфической функции "привратника". В заключение Риз отметил следующее: "Метод обратного осмоса в процессе опреснения воды объединяет в себе высокую скорость перемещения воды с эффективным отторжением ионов соли. Не смотря на то, что существует еще много вопросов касательно нового метода, потенциал мембран из нанотрубок, позволяющий осуществлять процессы опреснения и водной очистки, достаточно ясен и является реальным использованием с помощью нанотехнологий".
