2019年7月1日
一种由水湿材料制成的新膜包含特殊设计的气体截留孔,使其能够同时分离热、咸和冷欧洲杯足球竞彩纯水,同时帮助纯蒸汽从一侧转移到另一侧。这一原则由考斯特科学家可能会产生更环保、更便宜的脱盐膜。
膜的孔隙在浸入水中时夹带空气,分离两侧的液体,只允许纯水蒸汽从热侧输送到冷侧。(©2019伊万·格罗米科)
目前,超拒水全氟化碳膜通常用于称为膜蒸馏(MD)的脱盐过程。但考斯特博士后研究员拉图尔·达斯(Ratul Das)解释说,全氟化碳是不可生物降解的,价格昂贵,在较高温度下容易受到污染和损坏。
希曼苏·米什拉(Himanshu Mishra)和他在考斯特海水淡化和再利用中心(KAUST’s Water脱盐和再利用中心)的科学家团队专注于开发无全氟化碳的替代品,他们的灵感来自两种昆虫:生活在潮湿土壤中的跳蚤和生活在公海中的滑冰者。这两种昆虫都有蘑菇状的微结构,包围着它们的角质层和毛发,如果昆虫被淹没在水中,它们可以自由地吸入维持生命的空气。“我们在水湿(不耐水)材料上模拟了这些特性。在浸入液体中时,产生的表面会强烈地截留空气。截留气体膜的想法诞生了。”欧洲杯足球竞彩米什拉说。
米什拉的团队制定了在薄片中形成垂直孔隙的方案。孔隙入口和出口的直径明显小于孔隙通道的直径。“我们开始玩弄薄硅片,用这些凹入的边缘形成气孔。”米什拉说。这些边缘防止液体侵入孔隙他解释道。
我们能够通过使用水湿材料利用这种仿生结构来实现全氟膜的功能,这似乎是对传统智慧的挑战。欧洲杯足球竞彩
Himanshu Mishra,考斯特海水淡化和再利用中心科学家
当带有简单圆柱形孔的硅膜浸入水中时,它在1秒内被完全填满。相反,当二氧化硅气体截留膜(GEM)浸入水中时,它能将空气牢固地截留在孔隙内,并且能在六周内保持完好。
Mishra团队的研究专家Sankara Arunachalam解释说,该团队随后利用同样的原理对一种更便宜、易于大规模生产的水湿材料——聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行了研究。“PMMA GEMs能将热水、盐水和冷水有效分离90多小时,盐的去除率达到100%。”他说。
据我们所知,这是有史以来首次证明MD膜源自本质上湿润的材料。好处是显而易见的:普通的水湿塑料,如PMMA,比全氟塑料便宜得多,对环境友好,并且可以承受更恶劣的操作条件。需要跨学科研究来评估这种方法的可扩展性和可靠欧洲杯足球竞彩性。
Himanshu Mishra,考斯特海水淡化和再利用中心科学家
这一发现可能揭示了普通水湿材料用于更环保、更经济的海水淡化的潜力。欧洲杯足球竞彩