Proses penyahgaraman semasa adalah mahal, intensif tenaga, dan melibatkan kemudahan besar-besaran. Walau bagaimanapun, penyelidik dari Universiti Northeastern mempunyai menemui satu kaedah yang boleh membuat proses mengeluarkan garam dari air laut lebih mudah, lebih pantas dan lebih murah. Kaedah baru akan membantu meredakan kebimbangan mengenai sumber air yang berdaya maju kerana penduduk global terus berkembang.
Meni Wanunu, profesor fizik bersekutu di Northeastern, dan pelajar pasca doktoral Robert Henley bekerjasama dengan para saintis dari Makmal Kebangsaan Lawrence Livermore di California mengenai penyelidikan.
Kajian ini diterbitkan di Malaysia Sains/Ilmu.
Wanunu dan Henley membina penyelidikan mereka tentang apa yang ditemui ahli-ahli sains di Lawrence Livermore tahun lepas. Diketuai oleh Aleksandr Noy, saintis ditemui nanotube karbon sesuai untuk mengangkut proton.
A nanotube karbon adalah bahan berbentuk tiub, diperbuat daripada karbon, kira-kira diameter nanometer. Nanometer adalah satu bilion meter. Diameter rambut manusia, dalam perbandingan, adalah 50,000 kali lebih luas daripada nanotube karbon.
Biasanya, sukar untuk menyaring air kerana hidrogen mengikatkan molekul air bersama-sama, sehingga memerlukan tenaga yang cukup untuk memisahkan molekul. Walau bagaimanapun, nanotube mengurus masalah dengan mudah.
Dalam kajian mereka, para penyelidik menggunakan nanotube karbon yang telah betul-betul saiz nanometer 0.8, yang sempurna kerana ia hanya membenarkan satu molekul air untuk melewati pada satu-satu masa, memecahkan ikatan hidrogen dalam proses dan membolehkan air melepasi tiub dengan cepat.
Wanunu menggunakan analogi sekumpulan orang yang berlari melalui lorong untuk menggambarkan maksudnya. Ia lebih cepat berjalan melalui lorong satu lorong daripada berjalan lari dengan orang lain.
Unsur lain yang membuat penyahgaraman mungkin adalah bahawa nanotube karbon mempunyai muatan elektrik yang negatif, yang menyebabkan mereka menolak apa-apa dengan caj yang sama. Garam mengandungi ion negatif, jadi ia dicegah daripada memasuki tiub.
"Tiub, seperti yang disediakan oleh makmal Noy, secara semulajadi mengandungi rim negatif yang bertindak sebagai penapis ion yang sangat berkesan, "kata Wanunu. "Iaitu, mereka membenarkan kation kecil melewati, sambil menolak anion dengan cekap." Kation adalah ion dengan caj positif, dan anion adalah ion dengan caj negatif.
Kajian pasukan menunjukkan bahawa nanotube karbon adalah ideal untuk mengeluarkan garam dari air laut. Teknologi ini boleh mempunyai kesan yang berkekalan di dunia.
"Saya percaya bahawa air bersih akan menjadi salah satu cabaran alam sekitar di masa hadapan bagi manusia, dan inilah sebab mengapa kita memerlukan penyelesaian teknologi baru yang mengeksploitasi fizik baru dan menarik untuk membantu kita mendapatkan air bersih lebih baik, lebih pantas dan lebih murah," kata Noy.
Pasukan ini baru-baru ini dianugerahkan Yayasan Sains Nasional / Yayasan Sains Binasional yang akan membantu mereka melanjutkan pengajian dan membina platform penapisan air berdasarkan kaedah mereka.
"Apa yang kami lakukan adalah untuk menunjukkan prinsip fizikal yang boleh membawa kepada membran membran air yang sangat cekap," kata Noy. "Sekarang cabarannya adalah menjadikan membran tersebut dalam bentuk yang berguna untuk aplikasi."
Wanunu teruja tentang potensi kaedah dan kesannya terhadap keselamatan air. "Saya teruja tentang bagaimana seseorang, atau beberapa, dari poros biomimetik ini mempunyai ciri-ciri menarik seperti itu, "katanya.
Menggabungkan banyak entiti kecil ini ke membran berfungsi benar-benar boleh memberi kesan kepada keselamatan air.
Pasukan itu juga telah bekerjasama dengan syarikat pembersihan air terkemuka yang berpusat di Israel. Wanunu akan "sangat bangga menjadi sebahagian daripada usaha semacam itu, terutamanya yang datang dari Israel, di mana air minuman selalu menjadi langka, berharga, dan dihargai. "
Begitu juga, Noy "sangat teruja dengan kemungkinan untuk bekerjasama dengannya (Wanunu) dan rakan sekerja di Israel mengenai topik ini."
