Tatlı Su Tedarik İhtiyaçlarını Karşılayacak Bir Filtre
Yale önderliğindeki araştırma ekibi, suyu içerdiği tuzdan arındırmanın daha iyi bir yolunu bulmak için ilham kaynağı olarak mayo malzemelerine yöneldi.
Zar kullanarak istenmeyen tuzların arındırılması işlemi olan ters ozmoz, tuzdan arınma ve su arıtımı için altın standart olmuştur. Fakat bilim insanları, safsızlıkları en iyi temizleyen materyal poliamidin klora olan hassasiyeti karşısında zor durumda kaldılar. Klor, zarların temizlenmesine yardımcı olsa da poliamidden yapılmış zarları bozabilmektedir.
Yale ve Nanjing Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’ndeki bilim insanları, klora karşı direnci yüksek bir zar oluşturdular. Araştırmacıların “kutsal” olarak nitelendirdikleri bu çalışma, küresel açıdan su temini zorluğunu karşılamak için önemli rol oynayabilir.
Yale’den Menachem Elimelech ve Kimya ve Çevre Mühendisliği Profesörü Roberto C. Goizueta öncülüğünde gerçekleştirilen çalışmalarının sonuçları 5 Ekim’de Nature Sustainability dergisinde yayınlandı.
Elimelech, fabrikasyon metotlarıyla, geniş çaplı, günümüz uygulamaları için gerekli olan düşük maliyetli üretim potansiyeline sahip, dirençli ters ozmoz zarları için geliştirilebilir bir teknoloji yarattıklarını söyledi.
“Bu zarlar, atık suyun arıtılması ve destilasyonunda daha ekonomik ve çevresel olarak sürdürülebilir bir yol sağlayabilir ve 21.yüzyılda tatlı su tedarik ihtiyaçlarını karşılayabilir.” dedi.
Anahtar unsur, materyal seçimiydi. Elimelech’in laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi olan Ryan DuChanois “Polyester zar kullanıyoruz.” dedi. “İlham kaynaklarımızdan biri polyester malzemeden yapılan, ayrıca klora dirençli olan mayolardı.”
Daha önce polyester kullanımı başarısızlıkla sonuçlanmıştı. O zaman kullanılmış olan zarlar, bir poliamid zar ile tuzu aynı oranda uzaklaştırabilme yeteneğine sahip değildi. Bu durum araştırma ekibinin çok katmanlı bir yaklaşım denemesine yol açtı.
Nanjing Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde profesör olan Xuan Zhang, “Klor atağına duyarlı nanofiltrasyon zarı ilk katman olarak aldık ve üstüne polyester zarları yerleştirdik. Nanofiltrasyon zarı yerine yalnızca polyester zar kullansaydık, yoğun ters ozmoza uygun bir yapı oluşmazdı. Bu nedenle nanofiltrasyon zarının gözenekleri içinde meydana gelen polyester oluşumu, ters ozmoz zarı oluşturmak için kritikti.”
Çok katmanlı zar yalnızca klora karşı direnç sağlamakla kalmadı, aynı zamanda klasik poliamid zarın su geçirgenliği ve tuzu uzaklaştırma performansını da gösterdi.
DuChanois, “İnsanlar uzun zamandır klora karşı dirençli ters ozmoz zarı için uygun madde yapısı arıyorlar.” dedi. “İki özelliği ayrı ayrı ele alabiliyoruz, aynı anda değil. Bu nedenle klora dayanıklı bir malzeme seçip ters ozmoz zarı haline getirmemiz heyecan vericiydi. ”
Zhang, araştırmacıların çalışmayı geliştirilebilir hale getirmek için teknolojiye uyarlama üzerinde çalışacaklarını söyledi.
Zhang, “Polyester zarın diğer özelliklerini de değerlendireceğiz ve endüstriyel ihtiyacı karşılamak için zar üretim yöntemini daha da basitleştirmeye çalışacağız” dedi.
Kaynak: phys.org
