«صافی گرافینی» نویدی تازه برای مقابله با کمبود آب شیرین در جهان
به گزارش آفتاب سلامت غشای گرافینی نویدبخش تصفیهی کم هزینهی آب دریا به آب نوشیدنی است. تیمی از محققان در بریتانیا ادعا کردند موفق به ساختن یک فیلتر گرافینی شده اند که میتواند نمک را از آب دریا بزداید و آن را به آب آشامیدنی تبدیل کند.
منابع آب شیرین زمین به شدت در حال کاهش است و فنآوری نمکزدایی هر روز، اهمیت بیشتری مییابد. جامهی عمل پوشیدن چنین اخباری میتواند به میلیونها نفر در اطراف جهان که به آب پاکیزه دسترسی ندارند کمک کند.
انگلیسیها میگویند: تصفیهکننده ای که ساختهاند از جنس اکسید گرافین است و قابلیت بالایی در زدودن نمک دارد و به زودی با سایر فیلترهای موجود تصفیه آب شور، مقایسه خواهد شد.
این تیم عنوان میکند که تولید فیلتر گرافینی در ابعاد انبوه صنعتی پیش از ابتکار آنها کار بسیار دشواری بود.
دکتر راهول نیز از دانشگاه منچستر و تیم همکاران وی در گزارشی در نشریه «نیچر نانوتکنولوژی» نوشتهاند که چگونه بعضی از مشکلات استفاده از اکسید گرافین برای این منظور را حل کردهاند.
گرافین، لایهای به ضخامت فقط یک اتم کربن است که در صفحهای مشبک با خانههای شش ضعلی به هم چسبیدهاند. این ماده ابتدا توسط تیمی از محققان دانشگاه منچستر در سال ۲۰۰۴ جداسازی و مشخصات آن تعریف شد.
دسترسی به آب پاکیزه برای میلیونها نفر در جهان یک مشکل واقعی است.
اگر کرهی زمین را به چهار قسمت مساوی تقسیم کنیم سه قسمت آن را آب فرا گرفته است. یعنی حدود ۳۶۱ میلیون کیلومتر مربع از مساحت زمین را اقیانوسها و دریاها تشکیل داده اند. ۹۸ درصد آبهای کرهی زمین شور است و از ۲ درصد باقیمانده آبهای شیرین، بیشتر از ۱ درصد آن به صورت منجمد در قطب شمال و جنوب محبوس مانده است. بنابراین فقط کمتر از ۱ درصد آبهای کرهی زمین برای مصرف در دسترس موجودات خشکی قرار دارد. مسئله دیگر اینکه توزیع آب شیرین در تمام نقاط جهان یکسان نیست. در بعضی مناطق مثل اروپا، به علت بارندگی فراوان، آب شیرین زیاد است ولی در سایر نقاط، مانند اکثر کشورهای آسیایی و آفریقایی، بحران کم آبی جزو مهمترین مشکلات لاینحل به حساب می آید.
سازمان ملل پیشبینی میکند که تا سال ۲۰۲۵ حدود ۱۴ درصد جمعیت جهان با کمبود آب روبرو شوند. به همین خاطر است که بسیاری از کشورها، بخش قابل توجهی از سرمایهگذاریهای خود را بر فنآوری تبدیل آب شور به شیرین متمرکز خبر تازهای که در ارتباط با بهکارگیری صنعتی صافی گرافینی منتشر شده، جنب و جوش تازهای در دانشمندان برای اعتبار سنجی این خبر ایجاد کرده است.
خواص غیرعادی گرافین مثل قابلیت کشسانی با مقاومت بالا در برابر پارگی و رسانایی الکتریکی، آن را به یکی از نویدبخش ترین مواد در صنعت بدل کرده است.
اما تولید انبوه گرافین تک لایه با شیوههای موجود مثل «سیویدی» (رسوب بخار شیمیایی) دشوار بوده است. شیوههای کنونی تولید، همچنین خیلی پرهزینه است.
دکتر نیر میگویند: که «تولید اکسید گرافین با شیوههای ساده اکسیداسیون در آزمایشگاه ممکن است.»
او اظهار داشته: «میتوانیم گرافین را مثل جوهر یا یک محلول روی یک لایه متخلخل (پرمنفذ) تولید کنیم. بعد میتوانیم آن را مثل یک غشا به کار بگیریم.»
او میگوید که اکسید گرافین از نظر تولید انبوه و هزینه به طور بالقوه بر گرافین خالی برتری دارد.
فایدهی غشا تولید شده از اکسید گرافین در الک کردن ذرات نانو، ملکول های ارگانیک و حتی نمک های درشت ثابت شده بود. اما تاکنون نمیشد از آن برای تصفیه آب حاوی نمک معمولی استفاده کرد چون نیازمند غربالی حتی ظریفتر است.
مطالعات قبلی نشان داده بود که اکسید گرافین پس از خیس خوردن کمی باد میکند و باعث عبور نمک های ریزتر از منفذها به همراه ملکول های آب میشود.
دکتر نیر و همکارانش عنوان میکنند که آغشتن این غشا به «شیره اپوکسی» (مادهای که به عنوان پوشش یا چسب به کار گرفته میشود) مانع تورم آن میشود.
غشا ساخته شده از اکسید گرافین با مواد موجود در بازار مقایسه خواهد شد.
همزمان با ادامه روند گرمایش زمین و تاثیر آن بر منابع آب شهری، کشورهای زیادی مشغول سرمایه گذاری در فنآوری های تصفیه آب شور هستند.
اکثر تاسیسات تصفیه آب شور در حال حاضر از غشاهای پلیمری استفاده میکنند.
دکتر نیر میگوید: مرحله بعدی پژوهش آنها، مطالعه مقایسه اکسید گرافین با تازهترین محصولات موجود در بازار است.
رام دواناتان از «آزمایشگاه ملی پاسیفیک نورت وست» در ریچلند آمریکا در مقالهای که ضمیمه مطالعه تازه در «نیچر نانوتکنولوژی» است نوشت که مطالعات بیشتری برای تولید صنعتی و ارزان اکسید گرافین لازم است.
او افزود که محققان همچنین باید استقامت این غشا در تماس درازمدت با آب شور را نشان دهند.
با این حال او اظهار امیدواری کرد که این شیوه راه را برای تولید فیلترهای ارزان برای نمک زدایی از آب شور هموار سازد.