新しいデバイスは、2400倍速く塩水を浄化します

アンビエンテ, 技術

塩水システム

淡水化の未来は? テフロンのような膜を使用して塩水を浄化します

水不足は深刻化する問題です。 2025年までに、230億460万人が水不足に苦しみ、最大XNUMX億XNUMX万人のアフリカ人が水ストレスの影響を受けるでしょう。

ご存知のように、水は地球の70%を覆っています。 しかし、甘いものは不足しています。 このため、塩水を処理するために脱塩プロセスが必要になる場合があります。 淡水化プラントに供給される水の約半分は飲料水に変換されます。

La 脱塩 これは飲料水を製造するための既知の技術ですが、従来のプロセスは非効率的でエネルギーを消費します。

フッ素ナノチューブで塩水をろ過する
テフロンは疎水性が高い

問題を解決する方法は?

焦げ付き防止のテフロンコーティングされた鍋を使用したことがある場合は、湿った食品が簡単に滑り落ちるのを見たことがあるでしょう。 テフロンは、疎水性と撥水性の高いフッ素含有化合物です。パイプのコーティングにも使用できるため、水の流れが容易になります。

伊藤吉光 東京大学化学バイオテクノロジー学部の研究員と彼の同僚は、この行動に興味をそそられました。 その結果、彼らはさまざまな(そしてナノスケールの)スケールでフッ素被覆導管の挙動を調査し始めました。

「フッ素化ナノチャネルが特定の化学物質、特に水と塩を選択的にろ過できるかどうかを知りたかったのです。 いくつかの高度なコンピューターシミュレーションの結果、実用的なサンプルを作成する価値があると判断しました」と伊藤氏は言います。 

革新的なメンブレン

今日、水を脱塩する主な方法はXNUMXつあります。 XNUMXつは、熱を使って塩水を蒸発させ、純水として凝縮することです。 もうXNUMXつは、圧力を使用して塩水を塩遮断膜に押し込むことです。 前述のように、どちらの方法も多くのエネルギーを必要とします。

伊藤らの研究で(ここであなたにリンクします)結果は、フッ素ナノチューブが必要とするエネルギーが非常に少なく、他の利点があることを示唆しています。

研究者は、さまざまなサイズのナノスコピックフッ素リングを化学的に生成することにより、テストフィルター膜を作成しました。 彼らは、サイズが1〜2ナノメートル(人間の髪の毛の幅は100.000ナノメートル)のリングをテストし、その有効性を評価するようになりました。

超高速精製塩水

「結果を見るのはわくわくしました。 私たちのテストチャンネルは、従来のフィルターに比べて大幅に改善されています。 そして、それらは典型的な産業用デバイスよりも数千倍(最大2400倍)高速です。」

しかし、経済レベルでは、私たちはまだそこにいません。

次のステップは? このナノスケールの生産をより大きな次元に移すことができる。 伊藤氏によると、数年後には直径約1メートルのフィルター膜ができるようになりました。

そして、塩水だけでなく、そのような方法は、二酸化炭素やその他の産業廃棄物の排出をろ過(および削減)するためにも機能する可能性があります。

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