المقالات

تحلية المياه باستخدام تكنولوجيا النانو

شارك

على الرغم من أن المياه تغطي أكثر من 70% من سطح الأرض، فإنه لا يصلح إلا قدر ضئيل منها لا يتجاوز 3% لاستخدام البشر. وعلاوة على ذلك فإن نسبة كبيرة من هذا القدر صعبة المنال؛ حيث إنها محتجزة في خزانات ثلجية عند القطبين.

ومع الزيادة المطردة في كثافة البشر والتأثيرات المتسارعة لتغير المناخ، سيصبح التحدي المتمثل في تأمين كميات كافية من المياه العذبة أكثر إلحاحًا خلال العقود المقبلة. إلا أن تكنولوجيا النانو توفر سيناريو أكثر إشراقًا؛ حيث تمثل وسيلة تمكن البشر من الانتفاع بكميات المياه المالحة الكبيرة غير القابلة للاستخدام بثمنٍ زهيد.

قد ابتكر فريق بحثيَّ بقيادة جونجيون هان؛ وهو أستاذ مساعد في الهندسة الحيوية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، نظام نانو-تكنولوجي لتحلية المياه يعمل على مستوى الأيونات*. وترتكز آلية عمل ذلك النظام على استقطاب تركيزات الأيونات؛ فيتم تمرير المياه المالحة عبر قناة مبطنة بغشاء نانوي البنية يعمل على استقطاب أيونات الأملاح، ومن ثم تنحرف الأملاح إلى قناة فرعية تاركةً قناة أخرى لمرور المياه الخالية من الأملاح. يقول هان إن هذه الآلية "لا تعمل على إزالة الأملاح فحسب، بل والمواد الغروية الموجودة بالمياه قبل معالجتها بما في ذلك الخلايا أو البكتيريا، مما يحد بشكل أساسي من فرصة فساد الغشاء أو انسداده. ومن شأن ذلك أن يبسط كثيرًا من تعقيد عملية التحلية المباشرة لمياه البحر وتقليل كلفتها".

ويُزعَم أنه في تلك العملية ذات الخطوة الواحدة يتم إزالة 99% من الأملاح الموجودة بماء البحر؛ إلا أنها لا تتخلص من المواد العضوية غير المؤيَّنة. لذلك، فللحصول على مياه صالحة للشرب، سيتعين علينا استخدام بعض الطرق التقليدية أيضًا، مثل الاستفادة من قدرة الفحم على إزالة المركبات المتعادلة. ويمكن استخدام تلك التقنية في عمل أنظمة تحلية محمولة تعمل على نطاق صغير باستخدام البطاريات، كما يعمل الفريق حاليًّا على تطوير إصدار أكبر من ذلك الجهاز؛ ليعطي قدرًا معقولاً من الإنتاج (100 مل في الدقيقة).

*الأيون هو الذرة أو الجزيء؛ حيث لا يتساوى عدد الإلكترونات وعدد البروتونات، مما يكسب الأيون شحنة سالبة أو موجبة خالصة.

المراجع

nanotech-now.com
sigmascan.org
nanowerk.com

من نحن

«كوكب العلم» مجلة علمية ترفيهية باللغتين العربية والإنجليزية يصدرها مركز القبة السماوية العلمي بمكتبة الإسكندرية وتحررها وحدة الإصدارات بقطاع التواصل الثقافي ...
مواصلة القراءة

اتصل بنا

ص.ب. 138، الشاطبي 21526، الإسكندرية، جمهورية مصر العربية
تليفون: 4839999 (203)+
داخلي: 1737–1781
البريد الإلكتروني: COPU.editors@bibalex.org

شاركنا

© 2021 | مكتبة الإسكندرية