به گزارش ثریا - از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در این دستاورد علمی، فرایند ایجاد ویژگیهای فوتوترمال و همهگریزی سطح، بهطور کامل با ساخت غشا تلفیق شده است. نمونه توسعهیافته با استفاده از الکتروریسی محلول حاوی پلیوینیلیدنفلوراید، پلیپرفلورواکتیلآکریلات و نانوذرات کربنبلک تولید شده و توانسته در برابر تابش خورشید، شار عبوری نزدیک به ۱.۵ کیلوگرم بر مترمربعساعت و بازده تبخیر بیش از ۸۳ درصد ارائه دهد.
این روش علاوه بر بهبود عملکرد، فرآیند تولید غشاهای پیشرفته را سادهتر، اقتصادیتر و سازگارتر با نیاز صنایع نمکزدایی میکند.
بحران جهانی آب و انرژی طی سالهای اخیر نشان داده که روشهای متعارف شیرینسازی آب، دیگر پاسخگوی نیازهای فزاینده جمعیت و صنایع نیستند. بسیاری از کشورها به دنبال توسعه فناوریهایی هستند که بتواند همزمان با مصرف حداقلی انرژی، آب سالم و قابل شرب تولید کند.
یکی از فناوریهای نوظهور در این حوزه، تقطیر غشایی با استفاده از انرژی خورشیدی است؛ روشی که میتواند تبخیر آب را بدون نیاز به سوختهای فسیلی انجام دهد و در عین حال کیفیت مطلوبی از جداسازی نمک و ناخالصیها ارائه کند.
با وجود این مزایا، عملکرد غشاهای مورد استفاده در این فرایند هنوز نیازمند ارتقا است و توسعه غشاهایی که در برابر آلودگی، ترشوندگی و شرایط خورنده مقاوم باشند، به یک ضرورت علمی و صنعتی تبدیل شده است.
در همین راستا، گروهی از پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان موفق شدهاند نسل جدیدی از غشاهای فوتوترمال اُمنیفوبیک را با یک روش تکمرحلهای توسعه دهند؛ روشی که بهطور جدی میتواند مسیر طراحی غشاهای تقطیر را سادهتر، اقتصادیتر و سازگارتر با نیازهای صنعتی کند.
ایده اصلی این پژوهش، برطرف کردن مشکلی بود که بسیاری از فناوریهای پیشین با آن روبهرو بودند: ساخت چنین غشاهایی معمولاً شامل چندین مرحله پیچیده است، از افزودن اجزای فوتوترمال گرفته تا ایجاد ویژگیهای همهگریزی سطح. این چندمرحلهای بودن باعث افزایش هزینه، زمان تولید و دشواری پیادهسازی در مقیاس صنعتی میشود.
پژوهشگران برای حل این چالش، فرایند «ساخت غشا» و «اعطای ویژگیهای فوتوترمال و اُمنیفوبیک» را در یک مرحله ادغام کردند. آنها با طراحی دقیق شیمی سطح، زبری ساختار و ترکیب مواد، موفق شدند غشایی ایجاد کنند که در همان فرایند الکتروریسی، هم ویژگی جذب و تبدیل انرژی خورشید به گرما را به دست بیاورد و هم رفتار همهگریز از آب و روغن را در کل ساختار غشا کسب کند.
در این پروژه، یک محلول ترکیبی شامل پلیوینیلیدنفلوراید (PVDF)، پلی(پرفلورواکتیلآکریلات) (PPFOA) و نانوذرات کربنبلک (CB NPs) به عنوان ماده پایه مورد استفاده قرار گرفت. انتخاب این ترکیب، نتیجه تحلیل دقیق رفتار سطحی، پایداری حرارتی و نیازهای عملکردی غشاهای تقطیر بود. پلیمر PVDF اسکلت اصلی غشا را تشکیل میدهد، PPFOA انرژی سطحی را بهشدت کاهش میدهد و نانوذرات کربنبلک وظیفه جذب نور و تولید گرما را بر عهده دارند. بهترین عملکرد زمانی به دست آمد که نسبت PPFOA به PVDF برابر ۶۰ درصد وزنی و مقدار نانوذرات کربنبلک ۱۵ درصد تعیین شد.
غشای تولیدشده قادر بود تنها تحت تابش استاندارد خورشید معادل ۱ سان (one sun) شار عبوری ۲.۹۴ کیلوگرم بر مترمربع ساعت و نرخ تبخیر ۱.۴۹ کیلوگرم بر مترمربع ساعت ارائه دهد. این اعداد برای فناوریهای تقطیر غشایی خورشیدی بسیار قابل توجهاند و نشان میدهند که ادغام همزمان دو ویژگی کلیدی، عملکرد را بهطرز محسوسی افزایش داده است. راندمان تبخیر غشا نیز ۸۳.۵ درصد گزارش شده که آن را در ردیف غشاهای فوتوترمال پیشرفته قرار میدهد.
از سوی دیگر، یکی از مشکلات رایج در تقطیر غشایی، ترشوندگی و کاهش عملکرد به دلیل حضور مواد فعال سطحی یا املاح محلول است. غشای جدید توانست در آزمون پایداری ۶۰۰ دقیقهای در تماس با محلول حاوی ۳.۵ درصد وزنی نمک و ۰.۸ میلیمولار سدیم دودسیلسولفات (SDS) عملکردی کاملاً پایدار نشان دهد.
این پایداری نشان میدهد که همهگریزی غشا تنها محدود به سطح بیرونی آن نیست، بلکه کل ساختار غشا از آغاز فرایند ساخت این ویژگی را کسب کرده است. همین یکپارچگی ساختاری، طول عمر و مقاومت غشا را نسبت به نمونههایی که تنها پوشش سطحی دریافت میکنند، چندین برابر افزایش میدهد.
اهمیت این دستاورد زمانی بیشتر مشخص میشود که بدانیم فناوریهای نمکزدایی در بسیاری از مناطق دنیا با محدودیت انرژی، هزینههای عملیاتی بالا و آلودگیهای ناشی از ترشوندگی غشا مواجهاند. رویکرد یکمرحلهای ارائهشده توسط پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان، علاوه بر کاهش هزینه ساخت، میتواند زیرساختهای لازم برای توسعه واحدهای تقطیر خورشیدی کممصرف را فراهم کند.
این روش در صورت تجاریسازی، میتواند جایگزین مناسبی برای غشاهای معمولی در واحدهای کوچک و متوسط نمکزدایی باشد، بهویژه در مناطق خشک و نیمهخشک که دسترسی به انرژی فسیلی محدود و هزینهبر است.
نتایج این پروژه در قالب مقالهای با عنوان One-step development of photothermal omniphobic membrane for vacuum membrane distillation towards sustainable water desalination using solar energy در نشریه Chemical Engineering Journal به چاپ رسیده است.
منبع : قناوزس تولید نانو
پذیرش برگزیدگان المپیادهای جغرافیا و علوم زمین بدون کنکور ابلاغ شد
نتایج آزمون صلاحیت گروه پرستاری سال ۱۴۰۵ اعلام شد
جزئیات آزمون مرحله انفرادی هجدهمین المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی
دفترچه انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ منتشر شد
آغاز انتخاب رشته داوطلبان مجاز آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ از امروز
سینمای زیرزمینی ایران بررسی شد؛ از بحران بازنمایی تا اقتصاد نامرئی
روایت دبیر انجمن سرود کانون پرورش فکری از برگزاری یک جشنواره ملی
«حبیبی یا نبی»؛ نغمهای برای پیامبر رحمت
ریدلی اسکات با «ستاره های سگی» بدترین فیلمش را ساخت
«کوری» از پروندههای قضایی تا ممیزی؛ این سریال مروج مشروبات الکلی است؟
رازهایی که در یک کشو پنهان است؛ چه کسی دستخط قاتل را تقلید کرد؟
برای پویایی صنف باید صدای جوانها را جدی گرفت؛ سکوت معنا دارد
نسخه ویژه نابینایان «روزی روزگاری» منتشر میشود
وقتی مستند، حافظه میراث ملی را بیدار میکند
ایرانیخوانی نمایشنامه «تاجماه» برگزار شد
«رویای نیمه شب» و ضرورت ساخت آثار تلویزیونی با موضوع مهدویت
وقف رقیب اقتصاد کشور نیست
بیستمین آزمون سراسری قرآن پس از وقفه ای طولانی برگزار میشود
دانشمندی که هنوز رازهایش کشف نشده است؛ کیمیای رازی در تاریخ علم
تجلیل از ۴۵ چهره شاخص در اولین دوره جایزه جهانی دیپلماسی فرهنگی
تاسیس ۱۳ مؤسسه جدید فرهنگی قرآن و عترت
برگزاری آزمون بخش معارفی چهل و نهمین دوره مسابقات سراسری قرآن اوقاف
شرقشناسی بدون ایرانشناسی، امکان یا امتناع؟
متن نوبتدهی آرایشگاه برای عید؛ نمونههایی برای جذب مخاطب
دانشگاهها با ورزش تابآوری دانشجویان را تقویت کنند
راهنمای ثبتنام پذیرفتهشدگان دکتری دانشگاه علامه طباطبائی اعلام شد
پایان رویای «تنگه ترامپ» و غروب توهمات طاغوت روزگار در اعماق خلیج فارس
بهنام تشکر کارآگاه علوی جدید شد
برگزاری بزرگداشت ابن سینا با حضور اندیشمندان ایرانی و خارجی
تجربههای جهانی بازسازی پساجنگ در ۱۲ جلد کتاب
تلقی رایج از موسسات خیریه غلط است؛ انتشار نخستین گزارش زیست بوم خیریه
برگزاری جشنهای میلاد پیامبر مهربانیها با محوریت خونخواهی رهبر شهید
رجبی دوانی: نیازمند «انقلابی درون انقلاب» هستیم
آیا بین «امر تاریخی» و «امر ایمانی» می توان تمایزی مفهومی ایجاد کرد؟
ابنشهرآشوب روایات را دستکاری میکرد؟
تشخیص زودهنگام سرطان سینه با طراحی یک نانوزیستحسگر در دانشگاه تهران
استکبار جهانی به زبالهدان تاریخ میپیوندد؛ خونخواهی رهبر شهید حق ماست
حمایت مجری معروف اخبار عراق، از خلیج فارس+عکس
جدیدترین تصویر از آیت الله سیستانی
صعود دانشجوی دانشگاه آزاد به بام ایران با یاد دانشمند شهید دکتر طهرانچی +عکس
آغاز کلاسهای نیمسال اول دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور
حمله هکرهای ایرانی یک واحد تولید برق را در انگلیس تعطیل کرد
شکایت آمریکا از تیک تاک با ۴۰۰ میلیون دلار تسویه شد
واکنش قالیباف به جنگ اقتصادی ترامپ و داردستهاش+عکس
کلید اولیه ۵ آزمون علوم پزشکی منتشر شد
کلید اولیه آزمونهای سراسری و پذیرش دانشجو معلم سال ۱۴۰۵ منتشر شد
سنتهای اجتماعی قرآن، راهی برای فهم عمیق حوادث بزرگ اجتماعی
میراث علمی ادبی ابن سینا از زبان محققان روسی، ازبکستانی و گرجستانی
مسجد سوخته کوی نصر بازسازی و افتتاح شد
رهبر شهید چگونه «وابستگی موشکی» را پیش از شکلگیری خنثی کرد؟
تصویب عناوین درسی مدارس بینالملل ایران برای نخستینبار
برنامههای درسی دانشگاه فرهنگیان بهروزرسانی شود
افتخارآفرینی دانشآموزان ایرانی در رقابت بینالمللی نوآوری فیزیک مالزی
فروش کتابهای درسی دانشآموزان فقط از سامانه رسمی مقدور است
در جامعه مهدوی رفتارها بر پایه ایثار و حذف انگیزههای سودجویانه است
بحارالانوار گردآوری جهتدار احادیث نیست؛ مجلسی و شکل دهی جامعه شیعه
ورود دانشجویان جدید با تأخیر انجام میشود/ کلاسها حتما حضوری است
نتایج اولیه آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ در دهه اول شهریور اعلام می شود
پذیرش پژوهشگران پسادکتری تقاضامحور در ۱۲ دانشگاه و مرکز پژوهشی کشور
خدمات مرکز مشاوره دانشگاه علم و صنعت حضوری شد
ثبتنام ۴ هزارنفر در فراخوان جذب هیئت علمی علوم پزشکی/اعلام ظرفیت خالی
کوانتوم در آستانه تجاریسازی/ ۵ حوزهای که کوانتوم در حال تغییر آنهاست
توسعه تعاملات علمی و پژوهشی ایران و کشورهای بریکس
اعلام جزئیات شهریه دانشجویان شهریهپرداز دانشگاه الزهرا(س)
تکلیف افزایش ۲۰ درصدی ظرفیت پزشکی و دندانپزشکی تا سال ۱۴۰۴ مشخص شد
کاظمی: فرهنگ ایثار و شهادت، مزیت رقابتی ما در برابر دنیای استکبار است
واکنش سید عباس عراقچی وزیر امور خارجه به ادعای کمرشکنترین عملیات اقتصادی تاریخ
«لباس شخصی»سراغ یک پرونده امنیتی رفت
۵ نمایشنامه از ۵ درامنویس زن خوانده میشود
شکست «ددپول و ولورین» توسط «اودیسه»؛ رایان رینولدز تبریک گفت!
حجت الاسلام قمی: «مسجد» محور جامعه مبعوث است
بازگشت عمو پورنگ پس از ۵ سال به سیما
حجتالاسلام قمی: مسجد باید پرچمدار حرکت مؤمنان و جامعهسازی باشد
حجت الاسلام قمی: مسجد محدود به اقامه نماز نیست
حکمرانی شبکهای امام هادی(ع) در زندان و منشور کلامی زیارت جامعه کبیره
از سامرای محاصرهشده تا عصر غیبت/روایت راهبرد امام عسکری(ع) برای شیعه
فیلمساز ایرانی داور جشنواره یونانی شد
سفر «سندرم بلوغ» به انگلیس
«سیاوش» به هیچ نهادی وابسته نیست؛ هزینهها کاملا شخصی است!
شنیدن زمزمه عود و تمبک در آلبومی که به خواهر تقدیم شد
کلید اولیه آزمونهای سراسری و پذیرش دانشجو معلم سال ۱۴۰۵ منتشر شد
نتایج اولیه آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ در دهه اول شهریور اعلام می شود
کلید اولیه ۵ آزمون علوم پزشکی منتشر شد
پذیرش پژوهشگران پسادکتری تقاضامحور در ۱۲ دانشگاه و مرکز پژوهشی کشور
آغاز کلاسهای نیمسال اول دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور
حجت الاسلام قمی: مسجد محدود به اقامه نماز نیست
بازگشت عمو پورنگ پس از ۵ سال به سیما
برگزاری جشنهای میلاد پیامبر مهربانیها با محوریت خونخواهی رهبر شهید
حمایت مجری معروف اخبار عراق، از خلیج فارس+عکس
حجتالاسلام قمی: مسجد باید پرچمدار حرکت مؤمنان و جامعهسازی باشد
حجت الاسلام قمی: «مسجد» محور جامعه مبعوث است
ورود دانشجویان جدید با تأخیر انجام میشود/ کلاسها حتما حضوری است
برنامههای درسی دانشگاه فرهنگیان بهروزرسانی شود
در جامعه مهدوی رفتارها بر پایه ایثار و حذف انگیزههای سودجویانه است
تجربههای جهانی بازسازی پساجنگ در ۱۲ جلد کتاب
رهبر شهید چگونه «وابستگی موشکی» را پیش از شکلگیری خنثی کرد؟
فروش کتابهای درسی دانشآموزان فقط از سامانه رسمی مقدور است
رجبی دوانی: نیازمند «انقلابی درون انقلاب» هستیم
توسعه تعاملات علمی و پژوهشی ایران و کشورهای بریکس
دانشگاهها با ورزش تابآوری دانشجویان را تقویت کنند
جزئیات فصل جدید یک رویداد موسیقایی؛ وقتی موسیقی از تهران خارج میشود
سنتهای اجتماعی قرآن، راهی برای فهم عمیق حوادث بزرگ اجتماعی
«لباس شخصی»سراغ یک پرونده امنیتی رفت
اعلام جزئیات شهریه دانشجویان شهریهپرداز دانشگاه الزهرا(س)
شکست «ددپول و ولورین» توسط «اودیسه»؛ رایان رینولدز تبریک گفت!
تصویب عناوین درسی مدارس بینالملل ایران برای نخستینبار
میراث علمی ادبی ابن سینا از زبان محققان روسی، ازبکستانی و گرجستانی
حکمرانی شبکهای امام هادی(ع) در زندان و منشور کلامی زیارت جامعه کبیره
واکنش سید عباس عراقچی وزیر امور خارجه به ادعای کمرشکنترین عملیات اقتصادی تاریخ
برگزاری بزرگداشت ابن سینا با حضور اندیشمندان ایرانی و خارجی
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.