גרפים מבוססי גיליונות להפוך מים מלוכלכים לשתייה פשוט בזול

Anonim

גרפים מבוססי גיליונות להפוך מים מלוכלכים לשתייה פשוט בזול

מדע

קולין ג'פרי

28 ביולי, 2016

מערכת חדשה של biofoam דו שכבתית עשוי לספק את האמצעים כדי לטהר גופים ענקיים של מים פשוט על ידי כיסוי אותם עם סדינים של חומר חדש זה (אשראי: אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס)

מהנדסים מאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס (WUSTL) פיתחו גליונות ביופואם מבוססי גראפן שניתן להניח על סכרים מלוכלכים או מלוחים ובריכות כדי לייצר מי שתייה נקיים, תוך שימוש בכוח השמש. טכניקה חדשה זו יכולה להיות דרך זולה ופשוטה לעזור לספק מים מתוקים במדינות שבהן שטחים גדולים של מים מזוהמים עם חלקיקים תלויים של עפר וחומר צף אחר.

Biofilm נוצר כמבנה דו שכבתי המורכב משתי שכבות nanocellulose המיוצרים על ידי חיידקים. השכבה התחתונה מכילה תאית וטהור, בעוד השכבה העליונה מכילה גם גרפן תחמוצת, אשר סופג אור השמש מייצר חום. המערכת פועלת על ידי ציור מים מתחת כמו ספוג שבו הוא מתאדה בשכבה העליונה, משאיר מאחור כל חלקיקים תלויים או מלחים. מים מתוקים ואז מתעבה על הדף, שם ניתן למשוך אותו ומשמש.

"התהליך הוא פשוט מאוד, " אמר Srikanth Singamaneni, פרופסור להנדסת מכונות וחומרים ב WUSTL. "היופי הוא כי רשת סיבים תאית ננומטריים המיוצרים על ידי חיידקים יש יכולת מצוינת להעביר את המים מן בתפזורת אל משטח evaporative תוך מזעור החום יורד, ואת כל העניין מיוצר ירייה אחת."

בעוד זה הוא שימוש חדש של גראפן, החוקרים טוענים כי התהליך המשמש לייצור biofoam דו שכבתית שלהם הוא למעשה החלק החדשני ביותר של הניסוי כולו. מקביל לתהליך של צדפות משתמש כדי ליצור פנינה, שבו גרעין קטן של חומר הוא תמיד עם שכבות של ציפוי נוזל שבסופו של דבר מתקשה, החיידקים המשמשים בחומר החדש מייצר שכבות של סיבי ננוסלולוזה מפוזרים עם חלקיקים של פתיתי אוקסיד גרפן .

"בעוד אנו מתרבים את החיידקים לתאית, הוספנו את פתיתי תחמוצת הגרפן לתוך המדיום עצמו, " אמר צ'י-שנג ג'יאנג, סטודנט לתואר שני באוניברסיטת WUSTL. "תחמוצת הגראפן הופכת מוטבעת כאשר החיידק מייצר את התאית, ובנקודה מסוימת לאורך התהליך אנו עוצרים, מסירים את המדיום עם תחמוצת הגרפן ומכניסים מחדש מדיום טרי, המייצר את השכבה הבאה של הקצף שלנו. חזק, מכנית, הוא די חזק. "

החוקרים טוענים גם כי החומר הוא קל במיוחד, זול לעשות, והוא יכול בקלות להיות מיוצר בכמויות עצומות. ו, בניגוד גם מערכות פשוט במיוחד שנועד לעשות דברים דומים, החומר biofoam גרפן הוא הניח פשוט מעל גוף של מים ואינו דורש מערכות של צינורות או אנרגיה כדי להפעיל את המים דרך עבור טיהור.

"Cellulose ניתן לייצר בקנה מידה מסיבי, " אמר Singamaneni. "תחמוצת גרפן הוא זול מאוד - אנשים יכולים לייצר טונות, באמת טונות, של זה.שני החומרים נכנסים זה מדרגיים מאוד.אז אחד יכול לדמיין עושה סדינים ענק של biofoam. "

מערכת הייצור המשמש ליצירת biofoam יש גם את היכולת לכלול חומרים nanostructure אחרים להרוס חיידקים לנקות את המים בצורה יסודית יותר, מה שמאפשר לה לייצר מים בטוחים בטוח מכל מקור כמעט.

"אנו מקווים כי עבור מדינות שבהן יש אור השמש, כגון הודו, תוכל לקחת מים מלוכלכים, להתאדות אותו באמצעות החומר שלנו, ולאסוף מים מתוקים, " אמר Singamaneni.

תוצאות מחקר זה פורסמו לאחרונה בכתב העת Advanced Materials .

מקור: אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס

מערכת חדשה של biofoam דו שכבתית עשוי לספק את האמצעים כדי לטהר גופים ענקיים של מים פשוט על ידי כיסוי אותם עם סדינים של חומר חדש זה (אשראי: אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס)