امکان ساخت فیلتر مبتنی بر نانولوله کربنی برای نمک‌زدایی از آب

محققان با مطالعه برهم‌کنش میان یون‌های نمک در آب با دهانه نانولوله کربنی نشان دادند که این یون‌ها نمی‌توانند از میان نانولوله عبور کنند

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، امیدهای تازه‌ای برای تولید فیلترهای تصفیه آب با استفاده از نانولوله‌های کربنی ایجاد شده‌ است فیلترهایی که می‌تواند در جداسازی نمک از آب مورد استفاده قرار گیرد. شبیه‌سازی‌های انجام شده توسط محققان چینی نشان می‌دهد که ساخت چنین فیلترهایی قابل انجام است.

بررسی‌های اخیر محققان نشان می‌دهد که نانولوله‌های کربنی گزینه مناسبی برای ساخت فیلترهای تصفیه و شیرین‌سازی آب است. محققان نشان دادند که آب می‌تواند به راحتی از میان نانولوله‌ها عبور کند در حالی که نمک پشت این سد به دام افتاده و اجازه عبور نخواهد داشت. یون‌های نمک به دلیل محاط شدن با مولکول‌های آب، ابعاد بسیار بزرگی پیدا می‌کنند در نتیجه قادر به عبور از میان نانولوله کربنی نیستند. هر چند این غشاء نازک به‌گونه‌ای ساخته شده که نانولوله‌های کربنی توخالی آن را پرکرده باشند اما این غشاء امکان عبور انتخابی یون‌های نمک را ندارد.

هایگینگ فانگ و همکارانش از مؤسسه فیزیک کاربردی شانگهای می‌گوید: «مشکل استفاده از نانولوله‌های کربنی این است که اگر نانولوله‌ها به قدری نازک باشند که بخواهیم به‌صورت انتخابی یون‌ها را جداسازی کنیم، برخی یون‌ها موجب مسدود شدن نانولوله شده و آب امکان عبور از میان نانولوله را نخواهد داشت. ما در پروژه قبلی برهم‌کنش میان یون و نانولوله را به خوبی بررسی نکرده بودیم به همین خاطر در آن پروژه مشکلاتی به وجود آمد.»

معمولاً اینگونه فرض می‌شود که میان نانولوله کربنی و یون‌ها برهم‌کنش تنها از نوع واندروالسی است. اما فانگ و همکارانش وجود برهم‌کنش الکتریکی از طریق ابر الکترونی اوربیتال π را نیز تجربه کردند. زمانی که محققان این برهم‌کنش را نیز در محاسبات خود لحاظ کردند، دریافتند که یون‌های نمک به دهانه 8 آنگسترومی نانولوله کربنی متصل می‌شود و مسیر لوله را مسدود می‌کند.

این گروه دو راه برای باز کردن مسیر ارائه کردند اول این که با تغییر شیمیایی حلقه آروماتیک از برهم‌کنش میان یون و نانولوله ممانعت شود و دوم این که پیوند π را در این دهانه از بین برد.

این گروه امیدوارند به زودی نتایج این پروژه برای ساخت غشاءهای نانولوله کربنی مورد استفاده قرار گیرد.

منبع :