به گزارش ثریا - لیتیوم در آب دریا پنهان است و اکنون یک غشای رُسی دوبعدی جدید میتواند کلید استخراج ارزان و کارآمد آن باشد.
به نقل از آیای، معادن را فراموش کنید، محل بعدی استخراج لیتیوم ممکن است از اقیانوسها باشد. در یک پیشرفت بزرگ، محققان آزمایشگاه ملی آرگون وزارت انرژی ایالات متحده(DOE) و دانشگاه شیکاگو یک فناوری غشایی پیشرفته توسعه دادهاند که لیتیوم را از آب شور استخراج میکند.
این غشای جدید که با استفاده از ورمیکولیت(vermiculite)، یک خاک رُس ارزان و طبیعی فراوان که تنها حدود ۳۵۰ دلار در ازای هر تن هزینه دارد، ساخته شده است، یونهای لیتیوم را با راندمان قابل توجهی فیلتر میکند و یک جایگزین بالقوه داخلی برای استخراج سنتی آن ارائه میدهد.
استخراج بدون معدن
در حال حاضر بیشتر لیتیوم جهان از طریق استخراج سنگ سخت یا تبخیر دریاچه نمک از تعداد انگشتشماری از کشورها میآید. این فرآیندها نه تنها پرهزینه و کند هستند، بلکه زنجیرههای تأمین جهانی را آسیبپذیر میکنند.
با این حال، مقادیر زیادی لیتیوم در آب دریا و شورابههای زیرزمینی حل شده است که تاکنون استخراج آن از این منابع به طرز چشمگیری ناکارآمد بوده است.
تیم آرگون-دانشگاه شیکاگو روشی را برای لایه برداری ورمیکولیت به ورقههای بسیار نازک با تنها یک میلیاردم متر ضخامت ابداع کرد و سپس آنها را دوباره روی هم چید تا یک فیلتر لایهای متراکم ایجاد کند. این ورقهها به طرزی باورنکردنی نازک هستند، به طوری که به عنوان مواد دو بعدی طبقهبندی میشوند.
با این حال، لایههای خاک رس تصفیه نشده به دلیل میل ترکیبی قویشان با آب، ظرف نیم ساعت از هم جدا شدند.
محققان برای حل این مشکل، غشای خاک رس دو بعدی را با ستونهای اکسید آلومینیوم میکروسکوپی لایهبندی کردند و به آن ساختاری پایدار و شبیه به پارکینگهای طبقاتی دادند.
این معماری نه تنها غشا را در آب، سالم نگه میدارد، بلکه آن را قادر میسازد تا یونها را بر اساس اندازه و بار فیلتر کند که کلید جداسازی لیتیوم از عناصر مشابه مانند منیزیم و سدیم است.
قدرت پنهان در آبنمک
در مرحله بعد، محققان غشا را با کاتیونهای سدیم که در اطراف ستونهای اکسید آلومینیوم جمع شده بودند، تزریق کردند. این کار بار سطحی غشا را از خنثی به مثبت تغییر داد. در آب شور، یونهای لیتیوم و منیزیم هر دو بار مثبت دارند، اما منیزیم در مقایسه با لیتیوم (1+) بار بیشتری (2+) دارد.
غشای دارای بار مثبت، یونهای منیزیم با بار قویتر را با قدرت بیشتری دفع میکند و به یونهای لیتیوم اجازه میدهد تا راحتتر عبور کنند و در عین حال منیزیم را دور نگه دارند.
محققان برای افزایش بیشتر گزینشپذیری، یونهای سدیم اضافی اضافه کردند که ساختار منافذ غشا را تنگتر کرد. این تغییر، به یونهای کوچکتر مانند سدیم و پتاسیم اجازه عبور میدهد، در حالی که لیتیوم را با دقت بیشتری جذب میکند.
نتیجه یک روش فیلتراسیون مقیاسپذیر و کمهزینه است که میتواند ذخایر لیتیوم دستنخورده موجود در اقیانوسها، شورابههای زیرزمینی و حتی فاضلاب را آزاد کند.
یینینگ لیو(Yining Liu)، نویسنده اول این مقاله و دانشجوی دکترا در دانشگاه شیکاگو گفت: غشای ما با فیلتر کردن، هم بر اساس اندازه و هم بر اساس بار یون، میتواند لیتیوم را با راندمان بسیار بیشتری از آب بیرون بکشد. چنین غشایی میتواند وابستگی ما به تأمینکنندگان خارجی را کاهش دهد و دری به سوی ذخایر جدید لیتیوم در مکانهایی که هرگز در نظر نگرفتهایم، بگشاید.
پیامدهای این غشا فراتر از لیتیوم است. محققان میگویند که میتواند به بازیابی سایر مواد معدنی حیاتی، از جمله نیکل، کبالت، عناصر خاکی کمیاب و حتی حذف آلایندههای مضر از آب آشامیدنی کمک کند.
لیو میگوید: انواع زیادی از این ماده رسی وجود دارد. ما در حال بررسی این هستیم که چگونه میتواند به جمعآوری عناصر حیاتی از آب دریا و شورابهای دریاچه نمک یا حتی پاکسازی آب آشامیدنی ما کمک کند.
این یافتهها در مجله Advanced Materials منتشر شده است.
منبع : لیتیوم
نقش سازنده نخبگان در حل مسائل کشور
پویش «حفظ جزء ۳۰ قرآن» ویژه کودکان و نوجوانان برگزار میشود
جزئیات ثبت نام آزمون دانشنامه و گواهینامه تخصصی دندانپزشکی اعلام شد
امتحانات نهایی رشتههای تحصیلی پایه دوازدهم در ۴ استان لغو شد
لزوم چرخش تحولی در دانشگاه فرهنگیان
الگوریتم ایکس پاسخهای دوستان کاربر به پستها را اولویت میدهد
الگوریتم ایکس پاسخهای دوستان کاربر به پستها را اولویت میدهد
واکنش معاون نهاد رهبری به اخراج یک کارمند دانشگاهی به دلیل پیگیری پوشش
مهلت پژوهش برای مادران پژوهشگر به ازای تولد فرزند تمدید شد
نخستین ماهواره راداری کشور در آستانه رونمایی
بیش از ۴۲۰ هزار داوطلب آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ کارت گرفتند
جزئیات طرح جدید تغذیه دانشجویی اعلام شد
تبریک وزیر آموزش و پرورش به قهرمانان المپیاد جهانی فیزیک
روایت ایستادگی ایران در مجلات رشد دانش آموزان
دستورالعمل تداوم برپایی میادین و تجمعات مردمی اعلام شد
پایگاهسازی برای آینده جهان تشیع/ارتباط عاطفی آیت الله بروجردی با مسجد چگونه بود؟
نسب رهبر شهید به کدام امامزادههای ایران میرسد؟
تصویری دیدهنشده از آیت الله سید مجتبی خامنهای در سرپل ذهاب
آخرین تصویر منتشر شده از لیندسی گراهام قبل از مرگش در اوکراین+عکس
نگاهی دقیق به ارزیابی احادیث تحلیلی با تکیه بر روش فهرستی در این کتاب خواندنی
ابراز همدردی الهام پاوه نژاد در واکنش به حملات دشمن به جنوب کشور
چرا غرب از آیتالله خامنهای هراس داشت؟
اینفوگرافیک/در چه صورت از آزمون جامع دکتری معاف میشویم؟
شیاطین در سوگ لیندسی گراهام +عکس
چت جی تی پی از دسترس خارج شد
هشدار سازمان سنجش درباره فعالیت صفحات جعلی در شبکههای اجتماعی
پیام تسلیت وزیر علوم در پی شهادت دانشجوی دانشگاه هرمزگان
تفکیک پذیرش سوابق تحصیلی از آزمون؛ تأکید معاون آموزشی وزارت علوم بر بازه زمانی واحد
گذراندن ۷ واحد درسی از میان دروس ارائه شده معارف اسلامی برای این دانشجویان الزامی شد
معاون علمی رئیس جمهور بر توسعه زیرساختهای کوانتومی تاکید کرد
تیم ملی المپیاد فیزیک ایران در المپیاد ۲۰۲۶ کلمبیا غوغا به پا کرد
گلوله مخصوص ساقط کردن پهپادهای سریع توسط روسیه ساخته شد
پسر استیو جابز به سرطان مبتلا شد
تبریک رئیس فرهنگستان علوم به قهرمانان المپیادهای جهانی ریاضی و فیزیک
تصویری از تبلت جدید سامسونگ لو رفت +عکس
درمان ناباروری مردان با سلولهای بنیادی در آزمایشگاه
ستونهای غلیظ دود در مرزهای مشترک عراق و کویت+عکس
دود از پایگاه آمریکایی بلند شده از خاک عراق قابل مشاهده است +عکس
کشف یک محراب تاریخی در پاسارگاد+عکس
لیندسی گراهام که امروز به درک واصل شد که بود؟ +عکس
اتحادیه اروپا فیس بوک و اینستاگرام را تهدید کرد
ایلان ماسک مالک اوپن ای آی را به سرقت تجاری محکوم کرد
نماز شب اول قبر چگونه خوانده میشود؟ زمان اقامه نماز رهبر شهید
سیره امام سجاد(ع) در کادرسازی فکری و تجدید حیات معنوی جامعه
دستیابی به جامعه قرآنی هدف متعالی رهبر شهید
گسست معرفتی در اندیشه ایرانی از چالشها تا راهکارها
لبنانیها هفته بزرگداشت تشییع امام مستضعفان را برگزار می کنند
آرامگاه ابدی رهبر شهید انقلاب در رواق دارالذکر حرم امام رضا(ع)
تصویر/ما همه خونخواه توییم خامنهای...
پیکر رهبر شهید و خانواده ایشان در این رواق حرم مطهر رضوی به خاک سپرده میشود
برای بابای زهرای کوچک و آزمون سخت او در شهادت زن و فرزند
ریشه انتقام در فرهنگ ایرانی شیعی به کجا برمیگردد؟
روسیه به دنبال مختل کردن استارلینک در اوکراین
تأکید شورای عالی انقلاب فرهنگی: تعیین تاریخ امتحانات نهایی و کنکور بر عهده متولیان اجرایی
کاهش تنوع مدارس با هدف تحقق عدالت آموزشی در دستور کار آموزش و پرورش
شیوهنامه اجرایی طرح حامی ویژه تابستان ۱۴۰۵ ابلاغ شد
درخشش تیم ملی المپیاد فیزیک جمهوری اسلامی ایران در مسابقات جهانی
وداع با معلم یک ملت تجلی سرمایه اجتماعی یک ملت
جایگاه آموزش و پرورش در منظومه فکری رهبر شهید کجا بود؟
رتبه نخست دانشگاه صنعتی امیرکبیر در شاخص نوآوری
توزیع کارت کنکور ارشد از ۲۲ تیر آغاز میشود
اطلاعیه دانشگاه آزاد درباره امتحانات دانشجویان تحصیلات تکمیلی
نسخه جدید چت جی تی پی راه اندازی میشود
رباتها حس لامسه پیدا میکنند
یک خبر ترسناک: ربات انسان نما به همکارانش حمله کرد
زبالههای فضایی در ساحل استرالیا نمایان شدند
تولید سوخت جت پایدار از دی اکسیدکربن صنعتی ممکن شد
کاوشگر ژاپنی توانست از یک سیارک تصویر ثبت کند
هوش مصنوعی دیپ سیک به دنبال تراشه سازی رفت
هم اکنون انبوهی از سوخت رسان های آمریکایی درحال پرواز در نزدیکی تنگه هرمز هستند
گلباران پیکر مطهر رهبر شهید انقلاب توسط دانشجویان
اقتدار علمی ایران؛ محور همیشگی رهنمودهای رهبر شهید
رهبر شهید ایران در آغوش ملت ایران
کلاسهای تابستانی دانشگاه آزاد مجازی شد
ضوابط برگزاری امتحانات مجازی و جزئیات ترم تابستان شریف اعلام شد
گروههای امدادی دانشگاه آزاد از نخستین لحظات تشییع رهبر شهید به خدمترسانی زائران پرداختند
محتوای کاربران گوگل برای آموزش هوش مصنوعی به کار میرود
تصویری از مراسم بدرقه رهبر شهید انقلاب
حضرت آیت الله جوادی آملی در جمکران بر پیکر رهبر شهید انقلاب نماز می خواند
هوش مصنوعی وارد عصر امنیت ملی میشود
لبنانیها هفته بزرگداشت تشییع امام مستضعفان را برگزار می کنند
تیم ملی المپیاد فیزیک ایران در المپیاد ۲۰۲۶ کلمبیا غوغا به پا کرد
نماز شب اول قبر چگونه خوانده میشود؟ زمان اقامه نماز رهبر شهید
سیره امام سجاد(ع) در کادرسازی فکری و تجدید حیات معنوی جامعه
نگاهی دقیق به ارزیابی احادیث تحلیلی با تکیه بر روش فهرستی در این کتاب خواندنی
چت جی تی پی از دسترس خارج شد
روایت ایستادگی ایران در مجلات رشد دانش آموزان
تفکیک پذیرش سوابق تحصیلی از آزمون؛ تأکید معاون آموزشی وزارت علوم بر بازه زمانی واحد
هشدار سازمان سنجش درباره فعالیت صفحات جعلی در شبکههای اجتماعی
تصویری دیدهنشده از آیت الله سید مجتبی خامنهای در سرپل ذهاب
پسر استیو جابز به سرطان مبتلا شد
اتحادیه اروپا فیس بوک و اینستاگرام را تهدید کرد
دستیابی به جامعه قرآنی هدف متعالی رهبر شهید
گسست معرفتی در اندیشه ایرانی از چالشها تا راهکارها
نسب رهبر شهید به کدام امامزادههای ایران میرسد؟
گلوله مخصوص ساقط کردن پهپادهای سریع توسط روسیه ساخته شد
تبریک رئیس فرهنگستان علوم به قهرمانان المپیادهای جهانی ریاضی و فیزیک
چرا غرب از آیتالله خامنهای هراس داشت؟
پایگاهسازی برای آینده جهان تشیع/ارتباط عاطفی آیت الله بروجردی با مسجد چگونه بود؟
تبریک وزیر آموزش و پرورش به قهرمانان المپیاد جهانی فیزیک
معاون علمی رئیس جمهور بر توسعه زیرساختهای کوانتومی تاکید کرد
درمان ناباروری مردان با سلولهای بنیادی در آزمایشگاه
ابراز همدردی الهام پاوه نژاد در واکنش به حملات دشمن به جنوب کشور
شیاطین در سوگ لیندسی گراهام +عکس
بیش از ۴۲۰ هزار داوطلب آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ کارت گرفتند
تصویری از تبلت جدید سامسونگ لو رفت +عکس
دستورالعمل تداوم برپایی میادین و تجمعات مردمی اعلام شد
آخرین تصویر منتشر شده از لیندسی گراهام قبل از مرگش در اوکراین+عکس
لیندسی گراهام که امروز به درک واصل شد که بود؟ +عکس
کشف یک محراب تاریخی در پاسارگاد+عکس
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.