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
تمدید مهلت ثبت نام و انتخاب رشته در پذیرش بدون کنکور سال ۱۴۰۵
تعطیلی یک ساختمان واحد علوم و تحقیقات؛ نشت گاز تکذیب شد
اعمال تأثیر مثبت معدل در آزمون‌های علوم پزشکی با شرایط جدید
کاوشگر استقامت ناسا رکورد راهپیمایی روی مریخ را شکست
دبیر شورای عالی فضای مجازی: توان قطع اینترنت استارلینک را داریم
نحوه آگاه سازی مشتریان از تخفیف‌ها؛ راهکارهایی برای افزایش فروش
۲۲ میلیون پوند برای تجاری‌سازی نانوماده‌ای که آینده را می‌سازد
رونمایی از لندری برای ماموریت فضایی با ۷ سیارک
مدرسه انگلیسی مداد و کاغذ را به لپ تاپ ترجیح داد
انتخاب رشته آزمون دستیاری دندانپزشکی آغاز شد
بیش از ۱۸۰ دانشجو و استاد سال گذشته شهید شدند/ضرورت تبدیل «آموزش ایستادگی» به یک اصل تاریخی
اعلام حدنصاب قبولی آزمون‌های علوم پایه پزشکی و دندانپزشکی، پیش‌کارورزی
تقویت کلاس هوشمند به دستور رئیس جمهور؛ احتمال وقفه آموزش به دلیل جنگ
مراسم بازگشایی دانشگاه‌ها با حضور رئیس جمهور برگزار شد
جف بزوس: هوش مصنوعی هفته کاری را به ۳ روز کاهش می‌دهد
خلق عکسی از ۱۱۰ جسم آسمانی در ۳۵۲ ساعت
مخزن تحت فشار چگونه طراحی، ساخته و آزمایش می‌شود؟
حسگر مچی عرق بدن را می سنجد
پهپاد هواشناسی چندبارمصرف برای پرواز در ارتفاع ۱۰ کیلومتری
وزیر آموزش و پرورش: هیچ کودکی نباید قربانی فقر و محرومیت شود
شبکه دانش‌آموختگان سمپاد راه‌اندازی شد
عدالت آموزشی یعنی هیچ استعدادی از فرصت رشد محروم نماند
مدارس جدید بدون مناسب‌سازی افتتاح نمی‌شوند
تهران ملی‌ترین شهر ایران است
از تسخیر اذهان تا بحران حقیقت؛ بازخوانی دو اثر تازه در عصر رسانه
چرا سیدحسن حاضر بود همه فرماندهانش شهید شوند اما ایران آسیب نبیند؟
راغب از تازه‌ترین آلبوم خود رونمایی کرد؛ دنبال جذب و دفع فالوور نیستم!
ارتقای ۹ پله‌ای دانشگاه صنعتی امیرکبیر در ارزیابی شبکه آزمایشگاهی کشور
ردپای یک متخصص امنیت سایبری کانادا در سرقت از اف بی آی
تلسکوپ جیمز وب منشأ یک انفجار سریع رادیویی دوردست را شناسایی کرد
خرابکاری جدید کلاود؛ نفوذ به وب سایت های دولتی آمریکا
ایلان ماسک یک مدیر فناوری هندی را مسخره می کند!
حمایت ۱۲۰میلیون تومانی دانشگاه امام صادق (ع) از رتبه‌های زیر ۵۰۰ کنکور
بررسی راهکارهای پذیرش دانشجویان بین‌الملل در دانشگاه الزهرا(س)
جذب رتبه‌های برتر در رشته های اولویت دار کشور در کنکور ۱۴۰۵
مهلت انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ تمدید نمی‌شود
اصلاحات شرایط استخدام اعضای هیئت علمی؛ تغییر محاسبه فوق‌العاده حقوق
نتایج نهایی پذیرش در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی اعلام شد
صدور حکم بدوی برای ۳۰ پرونده انضباطی دانشجویان؛ حکم اخراجی نداشتیم
وام دستیاری برای متاهلین و مجردین ۴۰ و ۳۰ میلیون تعیین شد
جدیدترین آمار انتخاب رشته در کنکور ۱۴۰۵؛ فردا آخرین فرصت انتخاب رشته
افزایش چشمگیر کاربران وفادار به سکوهای ایرانی؛ خدمات سکوها پایدار شد
ترکیه دسترسی کودکان زیر ۱۵ سال به شبکه‌های اجتماعی را ممنوع کرد
آغاز آنلاین مشاوره و آموزش سلامت روان؛ خدمات سلامت روان با زبان نسل زد
شیوه جدید پذیرش دانشجو در دوره های «هم‌آموز» کلید خورد
تأکید بر توسعه بازرسی‌های پیشگیرانه و داده‌محور در وزارت ارتباطات
مجلات نمایه‌شده SCIE و ESCI در ارزشیابی مقالات دارای اعتبار ISI هستند
اختصاص بورس نخبگان دانشگاه تهران به رتبه های زیر ۱۰۰ در کنکور
تعلیق برنامه گرین‌کارت مایکروسافت
ساعت ۱۲ امشب آخرین مهلت انتخاب رشته در کنکور سراسری سال ۱۴۰۵
مهلت ثبت‌نام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد
تمدید مهلت انتخاب رشته آزمون های سراسری و پذیرش دانشجو معلم تا ۱۹ مهر
مخاطرات ورود هوش مصنوعی به کلاس‌های درس
اوپن ای آی میزان استفاده روزانه نوجوانان از چت بات را اعلام کرد
بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بین‌الملل ابلاغ شد
رشته‌محل‌های جدید و اصلاحات دفترچه انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
شرایط خوابگاهی دانشگاه‌های کشور برای داوطلبان کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
تحلیل وزیر آموزش و پرورش از نقش فراجا در تأمین امنیت کشور
مجتبی جباری به «هم‌کلام» می‌آید
اختتامیه رویداد ملی «همچو سرو» برگزار شد
«پپا»، همراه کوچک کودکان در یک روز پرماجرا
روایت ۸۰ روز زندگی یک خبرنگار در دل جنگ غزه، منتشر شد
وقتی صدای جمع، صدای عقل را خاموش می‌کند
برگزاری نشست تخصصی «مبانی الهیاتی و اجتماعی جان‌فدا» در تهران
کاظمی:تعطیلی احتمالی مدارس بر اساس شرایط هر منطقه تعیین می‌شود
مشاوران مبعوث؛ پیشگامان هدایت آگاهانه و انتخاب رشته کنکور
آرشیو الکترونیکی ۲۱ هزار عنوان کتاب درسی از سال ۱۳۳۰
آموزش قرآن در برنامه‌درسی ملی باید مورد توجه قرار گیرد
چهار فضانورد اسپیس ایکس به زمین باز می‌گردند
برندگان نوبل شیمی معرفی شدند
آیا الگوریتمها شخصیت مارا می‌سازند؟
تحلیلی بر مناسبات فقه و تاریخ دوره نبوی
گفتن حقیقت درباره صاحبان قدرت، چه از سوی حوزه و چه قضا، هزینه دارد
بخل از کجا می‌آید؟؛ گنجی که صاحبش را نگهبان ترس می‌کند
«حیوانات» بن افلک بدترین نقدها را گرفت؛ فاجعه بود!
چین و عربستان هم آمدند؛ ۹۸ کشور در رقابت بهترین فیلم بین‌المللی اسکار
غزل شاکری و سیامک صفری به تالار وحدت می‌آیند؛ اجرای اقتباسی از «ویتسک»
داریوش عیاری فیلمبردار سینما درگذشت
حمایت بانک‌ها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد
ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر
رشته‌محل‌های جدید و اصلاحات دفترچه انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده
توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه
آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دی‌ماه صادر شد
مهلت ثبت‌نام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد
نوبل فیزیک به «پیام‌های شبح‌وار از فضا» رسید
تمدید مهلت انتخاب رشته آزمون های سراسری و پذیرش دانشجو معلم تا ۱۹ مهر
«کامپیوتر شریف» انتخاب اول برترین رتبه های ریاضی کنکور ۱۴۰۵
بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بین‌الملل ابلاغ شد
دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک به‌کار گرفتند
حمایت بانک‌ها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد
ساعت ۱۲ امشب آخرین مهلت انتخاب رشته در کنکور سراسری سال ۱۴۰۵
ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر
شرایط خوابگاهی دانشگاه‌های کشور برای داوطلبان کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
قهرمانی دانش‌آموزان ایرانی در مالزی؛ سه سکوی نخست برای ایران
تصویب صندوق عدالت آموزشی برای حمایت از دانش‌آموزان مناطق محروم
اختصاص بورس نخبگان دانشگاه تهران به رتبه های زیر ۱۰۰ در کنکور
وزیر آموزش و پرورش: معیشت معلمان را جدی پیگیری می‌کنیم
ارتقای کیفیت آموزشی اولویت مدارس غیردولتی است
اصلاحات شرایط استخدام اعضای هیئت علمی؛ تغییر محاسبه فوق‌العاده حقوق
جذب رتبه‌های برتر در رشته های اولویت دار کشور در کنکور ۱۴۰۵
اوپن ای آی ویکی مدیا را هم هک کرد
تعلیق برنامه گرین‌کارت مایکروسافت
سرپرست صندوق ذخیره فرهنگیان منصوب شد
کشف سیاره ای که از خاکستر ستاره اش متولد شد
مهلت انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ تمدید نمی‌شود
رتبه ۶ کنکور: جنگ را مدیریت کردم، نه اینکه تسلیمش شوم
کاظمی: ظرفیت‌های آموزشی ایران و عراق باید بیش از گذشته توسعه یابد
مخاطرات ورود هوش مصنوعی به کلاس‌های درس
وزیر آموزش و پرورش وارد لامرد شد
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.