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
اختتامیه پویش ملی وطن به روایت من برگزار شد
اهدای نامه سید مجید موسوی و انگشتر یادبود به فرزند شهید سید مصطفی میرغفاری
حرمهای کربلا در آستانه محرم سیاه پوش شدند
زمان تشییع رهبر شهید اعلام شد +جزئیات را اینجا بخوانید
هزینه ثبتنام جهش تحصیلی دانشآموزان اعلام شد
مجموعهکتاب «داستانهای غولی» درباره اهمیت آب به کودکان میآموزد
نگاهی به نقش توییتر در جنگ رسانهای دشمن در کتاب «توئیتری شدن سیاست»
تکرار سنت اهریمنی استکبار در عاشورای ۱۴۰۵ در حمله به یک منابع آب
طراح بازی «نجات دختران اپستین توسط بچههای میناب» از این بازی میگوید
درباره زندگی رازآمیز درختان در این کتاب بخوانید
هکرها پیامرسان دولتی فرانسه را هک کردند
رونمایی آستان مقدس علوی از پروژه نگارش نسخهای نفیس از نهجالبلاغه
اختراع کتی که هوا را به آب آشامیدنی تبدیل میکند
وزیر علوم: اساتید دانشگاه با امید و انگیزه در کلاس درس حاضر شوند
مقابله با موج محتوای غیرقانونی در بحرانها؛ بریتانیا شبکههای اجتماعی را ملزم به سازوکار ویژه کرد
شکایت جدید علیه OpenAI؛ ChatGPT نتوانست جلوی خودکشی کاربر را بگیرد
مأموریت دانشگاهها در برنامه «مهر» برای حل بحران آب، ناترازی انرژی و تورم
بازگشت ۴۵۰۰ دانشجوی دانشگاه شریف از امروز
تأکید رئیس مرکز هیئت امنا و ممیزه بر نقش کلیدی فناوری در دفاع ملی
آگهی/ از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
توانمندسازی مدرسان آموزش خانواده با رویکرد جوانی جمعیت
ایلان ماسک نخستین تریلیونر دنیا میشود
افزایش سهمیه بومی در دستیاری دندانپزشکی؛ اعلام آخرین مهلت ثبتنام
تاکید بر ارتقای کیفیت آموزش هُنر در مدارس
اپ ادیتس متا صاحب دستیار هوش مصنوعی می شود
تبدیل شدن آئین تعویض پرچم امام حسین(ع) به رویدادی جهانی
اهمیت هوش مصنوعی در مسیر ارتقای کیفیت آموزشی
جلسه تلاوت و هماندیشی قاریان بینالمللی مزین به نام رهبر شهید
فلسفه در اندیشه حضرت امام، مقدمهای ضروری برای رسیدن به عرفان است
جریان قاتلان حسین (ع) امروز در مقابل امت ایشان قرار گرفتهاند
جدایی متا از شریک چینی جنجالی کلید خورد
احتمال اعمال محدودیت دوباره بر اینترنت بینالملل وجود دارد؟
خدمات ابری گوگل در هند مختل شد
چه چیزی کلید مرگ را در کهکشانها میچرخاند؟
جنجال غیبت زنان در میان فضانوردان آرتمیس ۳
داستان جالب کندترین آزمایش جهان چه بود؟
تاثیر باورنکردنی چای بر سلامتی و افزایش طول عمر
اقدامات حرم حضرت ابوالفضل العباس(ع) برای استقبال از ماه محرم
رویکردی اجتهادی بر جایگاه مردم در حکمرانی از منظر فقه شیعه در کتاب «فقه، مردم و حکمرانی»
واکاوی در مسئله عرفان و سلامت معنوی کودکان در یک نشست
نتیجه نهایی گفتگوی پیامبر با مسیحیان نجران پس از ماجرای مباهله چه شد؟
افتتاح سردخانه دومداره آمونیاکی شهر اهر با حضور حجت الاسلام خاموشی
هشدار قالیباف به ترامپ و دیگر رهبران جهان+عکس
حجتالاسلام قمی: زبان در وصف شما مردم مبعوث شده قاصر است
طرح روضههای خانگی سدره به مناسبت ماه محرم آغاز به کار کرد
نیاز داریم که همگی نسبت به معضلات و نیازها احساس مسئولیت کنیم
جزئیات جدید اعمال سوابق تحصیلی در کنکور سراسری ۱۴۰۵ را اینجا بخوانید
به کارگیری هوش مصنوعی جمینای در کروم به غرب آسیا رسید
زیرساخت حقیقی این سرزمین، تمدن کهن، فرهنگ و هنر ماندگارش است
تعیین سقف افزایش شهریه دانشگاههای غیردولتی بر اساس نرخ تورم
از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
اقتدار دفاعی ایران، ایدهای نو در بازیهای رومیزی
۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد
آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد
بازیهای تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش میشود
معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی
روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایتهای اشتباه رسانهای گم شد
جزئیات برنامههای محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
پویش «ایران در پناه قرآن» تا پایان خرداد تمدید شد
برگزاری نمایشگاه معماری حرمین شریفین در مکه مکرمه
حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ
آیا در جنگ هرکاری مجاز است؟ نگاهی به اخلاق در میدان نبرد
تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور
راز حذف زمینههای فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن
آذینبندی و شادیهای عمومی باید به عنوان مدخل معرفت باشد
فرایند محدودیت در اینترنت شفاف میشود؛ ماجرای اینترنت پرو و خط سفید چه بود؟
۷۸ درصد ترافیک اینترنت به حالت قبل و اول دی ماه بازگشت
آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه
مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است
تداوم فعالیت علمی دانشگاه شهید بهشتی با وجود آسیب در جنگ
ضیافت نور در آسمان خرداد؛ دیدار دو سیاره منظومه شمسی در آسمان ایران
نسخه جدید چتجیپیتی؛ از تولید عکس تا رزرو سفر در یک پنجره
مهلت دفاع از پایان نامه دستیاران پزشکی تا پایان آذر ۱۴۰۵ تمدید شد
حضوری شدن برخی امتحانات دانشگاه علم و صنعت در مقطع کارشناسی
ایران در جمع ۶ کشور دارای توان ساخت تجهیزات پیشرفته کرایوژنیک
چرا نقش استادان دانشگاه فراتر از کلاس درس است؟
انویدیا با غولهای فناوری کره جنوبی قرارداد بست
هوش مصنوعی زلزله یاب شد
ثبتنام خودکار ۸۵ درصد دانشآموزان ابتدایی در استان سمنان
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعالتر جهاد دانشگاهی صادر میشود
انویدیا با غولهای فناوری کره جنوبی قرارداد بست
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
بازیگر معروف ایرانی نقش ترامپ را بازی میکند+عکس
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
تعیین سقف افزایش شهریه دانشگاههای غیردولتی بر اساس نرخ تورم
تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور
اجماع شورای عالی انقلاب فرهنگی بر تأثیر قطعی سوابق تحصیلی یازدهم و دوازدهم در کنکور ۱۴۰۵
آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه
متن جدید امیرحسین قیاسی در حمایت از ایران و در واکنش به جنگ
موقوفات چطور به حل مشکلات اقتصادی ورود کردهاند؟
امتحانات دانشگاه علمی کاربردی غیرحضوری شد
تأکید رئیس جهاددانشگاهی بر رفع موانع دیوانسالاری و بازگشت به شورای عالی انقلاب فرهنگی
مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است
خبرنگاران ایرانی از دریافت ویزا برای پوشش جام جهانی محروم شدند
امام در اصول فقه به «عرف عقلایی» اهمیت میداد
راز حذف زمینههای فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن
روایت الگوی خانواده موفق در «زندگی زیباست» رادیو معارف
مهلت دفاع از پایان نامه دستیاران پزشکی تا پایان آذر ۱۴۰۵ تمدید شد
چرا روابط فیلم «تهران کنارت» در سطح ماند؟
هفته بینالمللی قرآن در کربلا افتتاح شد
فعالیت ۳۷ هزار سفیر سلامت دانشآموزی
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
آخرین حضور و غیاب کودکان شهید میناب با حضور پرویز پرستویی
آیتالله مبلغی: نخستین ثمره استقامت، گشایش راهها و شکستن بنبستهاست
از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ
ضیافت نور در آسمان خرداد؛ دیدار دو سیاره منظومه شمسی در آسمان ایران
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.