眾所周知,地球上絕大多數(shù)的水是不能喝的。海水淡化可能是滿足世界飲用水需求的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),現(xiàn)在韓國(guó)工程師已經(jīng)開發(fā)出一種新的納米纖維膜,可以長(zhǎng)期有效地運(yùn)行。
誠(chéng)然,淡化海水的方法有很多,但韓國(guó)這次研究的重點(diǎn)是膜蒸餾法。在這個(gè)過(guò)程中,薄膜一邊的鹽水被加熱,而另一邊的淡水保持低溫。液態(tài)水不能透過(guò)該膜,但來(lái)自熱側(cè)的水蒸氣仍然可以通過(guò)孔隙。由于蒸汽壓的差異,它會(huì)漂移到冷的一邊,在那里重新凝結(jié)成淡水。
問(wèn)題是,鹽和其他污染物在膜上的堆積會(huì)影響它的擋水性。最終,鹽水會(huì)滲漏,使得淡水變得不那么新鮮,這就需要更換膜。
因此,在這項(xiàng)新研究中,韓國(guó)土木工程與建筑技術(shù)研究所(KICT)的研究人員創(chuàng)造了更先進(jìn)的膜。通常情況下,它們是通過(guò)一種叫做電紡的工藝制成的,在這種工藝中,使用一種電力將帶電的納米纖維從噴嘴中抽出。
KICT團(tuán)隊(duì)使用了一種叫做共軸電紡的版本,在打印過(guò)程中兩種不同的材料被混合在一起:一種叫PVDF-HFP的聚合物和硅氣凝膠。粗糙的表面有助于隔絕水,而硅氣凝膠就像一個(gè)熱絕緣體,防止冷的一面也隨反應(yīng)升溫。這反過(guò)來(lái)又使蒸汽壓差保持在較高水平,使薄膜更有效率。
在測(cè)試中,該團(tuán)隊(duì)使用新膜30天,發(fā)現(xiàn)在這30天之后,它仍然可以過(guò)濾掉99.99%的鹽。這比其他的電紡納米纖維薄膜的使用時(shí)間要長(zhǎng)得多。研究小組說(shuō),其他電紡納膜在連續(xù)使用50小時(shí)以上就會(huì)開始泄漏。
該研究的首席研究員Yunchul Woo博士說(shuō):“共軸電紡納米纖維膜在處理海水溶液方面具有強(qiáng)大的潛力,同時(shí)又不會(huì)出現(xiàn)濕潤(rùn)問(wèn)題。”