تُشير تقديرات منظمة الصحة العالمية إلى أن أكثر من 785 مليون شخص يفتقرون إلى مصدر نظيف لمياه الشرب. ورغم أن 71% من سطح الأرض مغطى بمياه البحر، إلا أننا لا نستطيع شربها.
يبذل العلماء في جميع أنحاء العالم جهوداً حثيثة لإيجاد طريقة فعّالة لتحلية مياه البحر بتكلفة منخفضة. والآن، ربما يكون فريق من العلماء الكوريين الجنوبيين قد توصل إلى طريقة لتنقية مياه البحر في غضون دقائق.
لا تشكل المياه العذبة اللازمة للأنشطة البشرية سوى 2.5% من إجمالي موارد المياه المتاحة على سطح الأرض. وقد أدت الظروف المناخية المتغيرة إلى تغيرات في هطول الأمطار وجفاف الأنهار، مما دفع الدول إلى إعلان نقص المياه لأول مرة في تاريخها. ليس من المستغرب أن تكون تحلية المياه أسهل طريقة لحل هذه المشكلة، ولكن لهذه العمليات حدودها الخاصة.
عند استخدام غشاء لترشيح مياه البحر، يجب الحفاظ على جفاف الغشاء لفترة طويلة. فإذا تبلل، تصبح عملية الترشيح غير فعالة، مما يسمح بمرور كميات كبيرة من الملح عبره. وخلال التشغيل طويل الأمد، غالباً ما يُلاحظ تبلل الغشاء تدريجياً، ويمكن حل هذه المشكلة باستبدال الغشاء.
عند استخدام غشاء لترشيح مياه البحر، يجب الحفاظ على جفاف الغشاء لفترة طويلة. فإذا تبلل، تصبح عملية الترشيح غير فعالة، مما يسمح بمرور كميات كبيرة من الملح عبره. وخلال التشغيل طويل الأمد، غالباً ما يُلاحظ تبلل الغشاء تدريجياً، ويمكن حل هذه المشكلة باستبدال الغشاء.
تُعد خاصية كراهية الماء في الغشاء مفيدة لأن تصميمه لا يسمح لجزيئات الماء بالمرور من خلاله.
بدلاً من ذلك، يُطبَّق فرق في درجة الحرارة على جانبي الغشاء لتبخير الماء من أحد طرفيه وتحويله إلى بخار. يسمح هذا الغشاء بمرور بخار الماء ثم يتكثف على الجانب الأبرد. تُعرف هذه العملية بالتقطير الغشائي، وهي طريقة شائعة لتحلية المياه بالأغشية. ولأن جزيئات الملح لا تتحول إلى الحالة الغازية، فإنها تبقى على أحد جانبي الغشاء، مما يوفر مياه عالية النقاء على الجانب الآخر.
استخدم باحثون من كوريا الجنوبية أيضًا هلام السيليكا الهوائي في عملية تصنيع الأغشية، مما يعزز تدفق بخار الماء عبر الغشاء، وبالتالي تسريع الحصول على المياه المحلاة. اختبر الفريق تقنيتهم لمدة 30 يومًا متتالية، ووجدوا أن الغشاء قادر على ترشيح 99.9% من الملح بشكل مستمر.
بدلاً من ذلك، يُطبَّق فرق في درجة الحرارة على جانبي الغشاء لتبخير الماء من أحد طرفيه وتحويله إلى بخار. يسمح هذا الغشاء بمرور بخار الماء ثم يتكثف على الجانب الأبرد. تُعرف هذه العملية بالتقطير الغشائي، وهي طريقة شائعة لتحلية المياه بالأغشية. ولأن جزيئات الملح لا تتحول إلى الحالة الغازية، فإنها تبقى على أحد جانبي الغشاء، مما يوفر مياه عالية النقاء على الجانب الآخر.
استخدم باحثون من كوريا الجنوبية أيضًا هلام السيليكا الهوائي في عملية تصنيع الأغشية، مما يعزز تدفق بخار الماء عبر الغشاء، وبالتالي تسريع الحصول على المياه المحلاة. اختبر الفريق تقنيتهم لمدة 30 يومًا متتالية، ووجدوا أن الغشاء قادر على ترشيح 99.9% من الملح بشكل مستمر.
تاريخ النشر: 9 يوليو 2021
