حذف سمج ترین آلاینده شیمیایی با ساخت نانوفیلتر جدید

در حرکتی نوآورانه در حوزه تصفیه آب تیمی از پژوهشگران بین المللی موفق به توسعه یک غشای تصفیه پیشرفته مبتنی بر اکسید گرافن شده اند که می تواند مولکول های کوچک PFAS را که معمولاً از فیلتر های سنتی رد می شوند به دام بیندازد.

این غشاء که با مولکول بتاسیکلودکسترین (βCD) اصلاح شده است دارای کانال های نانومقیاس است که انتخابی عمل کرده و PFAS را نگه می دارند در حالی که اجازه عبور آزادانه به آب می دهند.

به گزارش موناش مواد PFAS (مواد آلکیل پر و پلی فلوئوردار) که به دلیل پایداری شیمیایی بالا به مواد شیمیایی همیشگی معروف اند در طیف گسترده ای از محصولات صنعتی و مصرفی استفاده می شوند. این مواد در محیط زیست تجزیه نمی شوند و خطرات بالقوه ای برای سلامت انسان و طبیعت دارند. آلودگی منابع آب استرالیا به PFAS یکی از نگرانی های روزافزون برای دولت ها و ارائه دهندگان خدمات آبی این کشور است تا جایی که مجلس فدرال استرالیا در حال بررسی گستردگی این آلودگی است.

در آزمون های مقایسه ای غشای جدید عملکردی بسیار بالاتر از غشا های پلی آمید سنتی از خود نشان داد؛ غشا هایی که معمولاً تنها حدود ۳۵٪ از PFAS زنجیره کوتاه را حذف می کنند. در مقابل غشای گرافنی طراحی شده توسط این تیم نه تنها این مواد را حذف کرد بلکه مانعی انرژی زا ایجاد کرد که مانع عبور آنها در دما های مختلف شد.

یوبرت ماهوفا دانشجوی دکترای دانشگاه موناش و نویسنده اصلی مقاله مربوط به این پروژه درباره اهمیت این دستاورد گفت: «مواد PFAS به راحتی در آب حل می شوند و می توانند در فواصل دور پخش شوند. حذف این مواد کوچک چالشی بزرگ برای فیلتر های موجود بوده است. راه حل ما با تمرکز بر فیلتر کردن و تغلیظ این آلاینده ها بدون کاهش سرعت جریان آب گامی مهم در مسیر پاک سازی منابع آبی به شمار می رود.»

سالی المرغاوی (Sally El Meragawi) از اعضای این تیم تحقیقاتی به کاربرد های جهانی این فناوری اشاره کرد و گفت: «با ترکیب مواد پیشرفته و شیمی هوشمند غشایی با ساختاری منحصر به فرد طراحی کرده ایم که حتی کوچک ترین مولکول های PFAS را نیز حذف می کند. این روش همچنین می تواند مواد مغذی مهم موجود در آب را حفظ کند و در کنار سیستم های نانوفیلتراسیون سنتی عملکرد بهتری ارائه دهد.»

این غشا با استفاده از روش چاپ هم تراز برشی (shear alignment printing) تولید شده است؛ روشی مقیاس پذیر که امکان تولید صنعتی فیلم های اکسید گرافن را فراهم می کند. برخلاف فیلتر های رایج این روش نه تنها از نظر کارایی برتری دارد بلکه قابلیت تولید انبوه با هزینه کمتر را نیز ممکن می سازد.

مینک ماجومدر (Mainak Majumder) مدیر مرکز تحقیقات مواد دوبعدی ARC در استرالیا که حامی این پروژه بوده دراین باره گفت: «این فناوری می تواند شیوه مقابله با آلودگی PFAS را در سراسر جهان متحول کند؛ از تصفیه شیرابه های زباله گرفته تا پالایش فاضلاب های صنعتی. غشای ما راه را برای طراحی نسل جدیدی از غشا ها با قابلیت حذف هدفمند آلاینده ها باز می کند.»

این پروژه نتیجه همکاری بلندمدت دانشگاه موناش با شرکت استرالیایی کلین تک واتر (Clean TeQ Water) و شرکت تابعه ی تخصصی آن در حوزه گرافن نماتیک (NematiQ) است.

پیتر وویگت (Peter Voigt) مدیرعامل نماتیک گفت: «توسعه غشای گرافنی اصلاح شده برای حذف PFAS پیشرفتی هیجان انگیز در فناوری تصفیه آب است. ما مشتاقانه در حال همکاری با دانشگاه موناش برای تجاری سازی این نوآوری هستیم.»

ماجومدر نیز افزود: «چنین همکاری هایی کلید ترجمه پژوهش های علمی به راه حل هایی با تأثیر واقعی در جهان هستند. ما برای ادامه این مسیر هیجان زده ایم.»

انتهای پیام/