Bërja e ujit të detit të pijshëm në pak minuta: Një membranë e re alternative e shkripëzimit

Sipas Organizatës Botërore të Shëndetësisë, rreth 785 milion njerëz në të gjithë botën nuk kanë një burim të pastër të ujit të pijshëm. Pavarësisht nga sasia e madhe e ujit në Tokë, pjesa më e madhe e tij është ujë deti dhe uji i ëmbël përbën vetëm rreth 2.5% të totalit. Një nga mënyrat për të siguruar ujë të pijshëm të pastër është shkripëzimi i ujit të detit. Instituti Korea i Inxhinierisë së Ndërtimit dhe Teknologjisë së Ndërtimit (KICT) ka njoftuar zhvillimin e një membrane nanofibre elektrospune me performancë të qëndrueshme për ta kthyer ujin e detit në ujë të pijshëm nga procesi i distilimit të membranës.

Lagja e membranës është çështja më sfiduese në distilimin e membranës. Nëse një membranë shfaq lagështim gjatë operimit të distilimit të membranës, membrana duhet të zëvendësohet. Lagështimi progresiv i membranës është vërejtur veçanërisht për operacionet afatgjata. Nëse një membranë laget plotësisht, membrana çon në performancë joefikase të distilimit të membranës, pasi rrjedhja e ushqimit përmes membranës çon në depërtim me cilësi të ulët.

Një ekip kërkimor në KICT, i udhëhequr nga Dr. Yunchul Woo, ka zhvilluar membrana nanofibër elektrospune bashkë-boshtore të fabrikuara nga një nano-teknologji alternative, e cila është elektrospinimi. Kjo teknologji e re e kripëzimit tregon se ka potencial për të ndihmuar në zgjidhjen e mungesës së ujit të ëmbël në botë. Teknologjia e zhvilluar mund të parandalojë çështjet e njomjes dhe gjithashtu të përmirësojë qëndrueshmërinë afatgjatë në procesin e distilimit të membranës. Një strukturë hierarkike tre-dimensionale duhet të formohet nga nanofibrat në membrana për vrazhdësi më të lartë të sipërfaqes dhe kështu hidrofobizëm më të mirë.

Teknika e elektrospinimit bashkë-boshtor është një nga opsionet më të favorshme dhe të thjeshta për të fabrikuar membrana me struktura hierarkike tre-dimensionale. Ekipi hulumtues i Dr. Woo përdori poli (fluorid viniliden-bashkë-heksafluoropropilen) si ajgel thelbi dhe silicë i përzier me një përqendrim të ulët të polimerit si mbështjellës për të prodhuar një membranë të përbërë boshtore dhe për të marrë një sipërfaqe të membranës superhidrofobike. Në fakt, silikoni i ajrit shfaqi një përçueshmëri termike shumë më të ulët krahasuar me atë të polimerëve konvencionalë, gjë që çoi në rritjen e fluksit të avujve të ujit gjatë procesit të distilimit të membranës për shkak të një zvogëlimi të humbjeve të nxehtësisë përçuese.

Shumica e studimeve që përdorin membranat nanofibër elektrospune në aplikimet e distilimit të membranës funksionuan për më pak se 50 orë, megjithëse ato shfaqnin një performancë të lartë të fluksit të avujve të ujit. Përkundrazi, ekipi hulumtues i Dr. Woo aplikoi procesin e distilimit të membranës duke përdorur membranën e fabrikuar nanofibër elektrospune bosht-bosht për 30 ditë, e cila është 1 muaj.

Membrana nanofibër elektrospune bashkë-boshtore kreu një refuzim të kripës 99,99% për 1 muaj. Bazuar në rezultatet, membrana funksionoi mirë pa lagështim dhe çështje të ndotjes, për shkak të këndit të ulët të rrëshqitjes dhe vetive të përçueshmërisë termike. Polarizimi i temperaturës është një nga pengesat e rëndësishme në distilimin e membranës. Mund të ulë performancën e fluksit të avullit të ujit gjatë operimit të distilimit të membranës për shkak të humbjeve të nxehtësisë përçuese. Membrana është e përshtatshme për aplikime afatgjata të distilimit të membranës pasi ajo ka disa karakteristika të rëndësishme të tilla si, kënd i ulët rrëshqitës, përçueshmëri e ulët termike, shmangie e polarizimit të temperaturës, dhe probleme të reduktuara të lagështimit dhe ndotjes ndërsa ruan performancën e fluksit të avullit të ujit të super-ngopur.

Ekipi hulumtues i Dr. Woo vuri në dukje se është më e rëndësishme të kesh një proces të qëndrueshëm sesa një performancë të lartë të fluksit të avujve të ujit në një proces të distilimit të membranës në dispozicion komercialisht. Dr. Woo tha se “membrana nanofibër elektrospune bosht-bosht ka potencial të fortë për trajtimin e tretësirave të ujit të detit pa vuajtur nga problemet e lagështimit dhe mund të jetë membrana e përshtatshme për aplikimet e distilimit të membranës në shkallë pilot dhe në shkallë reale”.