مثير للإعجاب

تقنية التصوير الجديدة هي اختراق ضخم لمواد الترشيح

تقنية التصوير الجديدة هي اختراق ضخم لمواد الترشيح

يُظهر نظام الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ألياف غشاء المرشح باللون الأحمر ، وتتراكم قطرات الزيت عليه باللون الأخضر.

من السهل أن ترى كيف لا يختلط الماء والزيت جيدًا. يمكنك رؤية بقعة زيت في البركة ، على سبيل المثال ، أو محاربة طبقة من الأوساخ أثناء غسل الأطباق المتسخة.

ولكن على الرغم من صعوبة خلطها ، إلا أنه من الصعب جدًا فصلها تمامًا مما قد يكون مفيدًا عند تنظيف تسرب الزيت ، على سبيل المثال. غالبًا ما تؤدي محاولة فصل هذين العنصرين إلى انسداد الأغشية أو "تلفها".

قد يوفر بحث جديد من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أداة لتطوير مواد غشائية أفضل يمكنها مقاومة أو منع التلوث.

يعد تنظيف المياه التي تأثرت بالزيوت جزءًا أساسيًا من العديد من العمليات الصناعية بما في ذلك تكرير البترول ، وتجهيز الأغذية ، وصقل المعادن. المياه غير المعالجة والتي تترك بقايا يمكن أن تلحق ضررا كبيرا بالنظم البيئية.

راجع أيضًا: حصادة الرطوبة التي تعمل بالطاقة الشمسية تنتج مياهًا نظيفة من الهواء

تلوث مواد الترشيح بسهولة

يمكن أن يتخذ تنظيف هذه المياه أشكالًا عديدة ، لكن يتغير اعتمادًا على نوع التلوث بالزيت ، وكمية المياه العادمة وأحجام قطرات الزيت. عندما يتم استحلاب الزيت أو دمجه مع الماء ، فإن إحدى الطرق الفعالة لتنظيفه هي تمرير الماء عبر الأغشية التي ترشح قطرات الزيت.

ومع ذلك ، فإن الأغشية تتعطل بسرعة ممتلئة بقطرات الزيت ، وبعد ذلك ، فإنها تتطلب تنظيفًا صعبًا ويستغرق وقتًا طويلاً.

البحث التصويري الجديد الذي أجراه طلاب الدراسات العليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، يي مين لين وتشين سونج وأستاذ الهندسة الكيميائية ، جريجوري روتليدج ، يمكن أن يجعل البحث عن مواد ذات خصائص منخفضة القاذورات أسرع وأكثر فعالية. كان من المعروف سابقًا صعوبة فحص أغشية الترشيح.

"هناك الكثير من الجهد لتطوير أنواع جديدة من الأغشية ، ولكن عندما يتم وضعها في الخدمة ، فأنت تريد أن ترى كيف تتفاعل مع المياه الملوثة ، ولا تخضع للفحص السهل. عادة ما تكون مصممة لتعبئة أكبر مساحة ممكنة من الغشاء ، والقدرة على النظر إلى الداخل أمر صعب للغاية ، "يقول روتليدج.

الليزر يبني صورة ثلاثية الأبعاد

تستخدم التقنية الجديدة الفحص المجهري للمسح بالليزر متحد البؤر. يتم تحقيق ذلك بواسطة نوعين من الليزر ، يتم المسح عبر المادة وحيث تتقاطع الشعاعتان ، وهي مادة مميزة بصبغة الفلورسنت ، سوف تتوهج.

استخدم فريق البحث نوعين مختلفين من الأصباغ الفلورية ، أحدهما لتمييز المادة الزيتية في السائل ؛ الآخر لتمييز الألياف في غشاء الترشيح.

سمح ذلك بفحص المواد بدقة ليس فقط عبر سطحها ولكن في عمقها. والنتيجة هي صورة ثلاثية الأبعاد كاملة للطريقة التي تتشتت بها قطرات الزيت في الغشاء.

يمثل هذا اختراقًا كبيرًا في الطريقة التي يمكن بها تحليل المواد. حتى الآن ، كما تقول روتليدج ، "كانت طرق تصوير الفراغات المسامية في الأغشية بدائية جدًا".

في السابق ، كانت قدرة المادة على التصفية تعتمد فقط على معدلات التدفق وتغيرات الضغط عبر المادة ، متجاهلة أي معلومات حول تراكم المواد الزيتية في مسام المادة.

تحسين تصميم المواد

مع العملية الجديدة ، كما يقول ، "الآن يمكنك بالفعل قياس الهندسة ، وبناء نموذج ثلاثي الأبعاد وتمييز المادة ببعض التفاصيل. لذا فإن الجديد الآن هو أنه يمكننا حقًا النظر في كيفية حدوث الانفصال في هذه الأغشية ".

سيوفر البحث معرفة أفضل حول استخدام وتطوير مواد الترشيح التي يمكن تطبيقها في سيناريوهات أخرى ، خارج تنظيف المياه الزيتية.


شاهد الفيديو: Design Studio Tour: 30X40 Design Workshop (شهر اكتوبر 2021).