მეცნიერთა საერთაშორისო ჯგუფმა შეიმუშავა ახალი თაობის „ჭკვიანი საცერი“, რომელსაც შეუძლია სამრეწველო ენერგიის ხარჯვა მნიშვნელოვნად შეამციროს, ხოლო წყლის რეციკლირებისა და ქიმიური ნივთიერებების გაწმენდის პროცესები გაცილებით ეფექტური გახადოს. კვლევა, რომელიც ჟურნალ American Chemical Society-ში გამოქვეყნდა, გვთავაზობს ტექნოლოგიას, რომელიც მანუფაქტურულ სექტორში ენერგოეფექტურობის ახალ სტანდარტს დააწესებს.

დღეისათვის სამრეწველო პროცესების დიდი ნაწილი, მათ შორის ფარმაცევტული ნივთიერებების გაწმენდა, ტექსტილის საღებავების დამუშავება და კვების მრეწველობა, ეფუძნება ნივთიერებათა სეპარაციას. ეს ოპერაციები გლობალური სამრეწველო ენერგიის 40%-დან 50%-მდე მოიხმარს. ტრადიციული მეთოდები, როგორიცაა დისტილაცია და აორთქლება, დიდ ენერგიას მოითხოვს და ნახშირბადის ემისიებს ზრდის.

მკვლევარებმა, CSMCRI-ს, IITGN-ის, სინგაპურის ნანიანგის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტისა და S N Bose-ის ცენტრის თანამშრომლობით, შექმნეს „POMbranes“ — ულტრასელექციური კრისტალური მემბრანები. მათი ფორები სულ რაღაც ერთი ნანომეტრია, რაც ადამიანის თმაზე ათასჯერ თხელია.

ბუნების მიბაძვით შექმნილი ტექნოლოგია

ახალი მემბრანები შთაგონებულია ბიოლოგიური სისტემებით, კერძოდ, აქვაპორინებით, რომლებიც მოლეკულების მოძრაობას ზუსტად განსაზღვრული არხების მეშვეობით არეგულირებენ. მეცნიერებმა გამოიყენეს პოლიოქსომეტალატის (POM) კლასტერები, რომლებსაც ცენტრში აქვთ მუდმივი, სტაბილური, ერთი ნანომეტრი ზომის ხვრელი.

მკვლევარი პრიიანკა დობაარია აღნიშნავს, რომ ეს „გვირგვინის ფორმის“ მეტალის კლასტერები ინარჩუნებენ ფორმის სრულყოფილებას, რაც ტრადიციული პლასტიკური ფილტრების მთავარი სისუსტეა. მილიარდობით ასეთი სტრუქტურის გაერთიანებით მეცნიერებმა შექმნეს დეფექტების გარეშე, ულტრათხელი ფილტრაციული შრე.

შესრულების რეკორდული მაჩვენებლები

ტესტირებამ აჩვენა, რომ ახალ მემბრანებს შეუძლიათ ერთმანეთისგან გაარჩიონ მოლეკულები, რომელთა შორის სხვაობა სულ რაღაც 100-200 დალტონია. ეს სიზუსტე მიუწვდომელია ტრადიციული პოლიმერული მემბრანებისთვის. დოქტორ კეტან პატელის განცხადებით, ეს ტექნოლოგია არსებულთან შედარებით თითქმის ათჯერ უკეთეს სეპარაციულ შედეგებს იძლევა.

მემბრანები მოქნილია, მდგრადია სხვადასხვა მჟავიანობის (pH) დონეზე და მათი წარმოება დიდ ფურცლებად არის შესაძლებელი. ეს ფაქტორი გადამწყვეტია ინდუსტრიული მასშტაბით დანერგვისთვის. ტექნოლოგია განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ტექსტილის ინდუსტრიისთვის, სადაც საღებავებით დაბინძურებული წყლის გაწმენდა და მისი ხელახალი გამოყენება ეკოლოგიური და ეკონომიკური გამოწვევაა.

ფარმაცევტულ სექტორში, სადაც სიზუსტე და ხარისხი პრიორიტეტულია, ეს მემბრანები ენერგიის დაზოგვის პარალელურად უზრუნველყოფენ მკაცრი სტანდარტების დაცვას. „POMbranes“ წარმოადგენს უნივერსალურ პლატფორმას, რომელიც მზადაა როგორც ჩამდინარე წყლების დამუშავებისთვის, ისე ქიმიური მრეწველობის სხვადასხვა კომპლექსური ამოცანისთვის.