Deniz Suyundan Yüksek Verim İle İçme Suyu Elde Edildi

Deniz suyundan içme suyu elde etmeye yönelik grafen bazlı filtrasyon teknolojisi şimdilik hala laboratuvar ölçekli olsa da kolay ve hızlı bir şekilde tatlı su elde etmenin yolu bilim insanları tarafından bulundu.

Manchester Üniversitesi’nden araştırmacılar, geliştirilen bu membranın, tuzu sudan verimli bir biçimde ayrıştırdığını belirtiyorlar. Araştırmacılardan Rahul Nair, membranın geliştirilmesindeki en önemli noktanın, atomik ölçekte standart gözenek boyutlarının oluşturulması olduğunu belirtiyor.

Son yıllarda yapılan çalışmalara bakıldığında, grafen oksit membranların, filtrasyon için oldukça uygun malzemeler olduğunu söyleyebiliriz. Fakat bu konuda aşılması gereken en büyük engel, grafen oksit membranların su ile temas ettiğinde şişmesi ve tuz moleküllerinin geçişine izin vermesidir. Manchester Üniversitesi’ndeki ekip bu sorunu çözmek için; grafen oksit membranın üzerine epoksi reçineden bir duvar örerek, membranın su ile temas ettiğinde şişmesini engellediler. Bu reçine duvarı, membranın gözenek büyüklüğünün tam olarak kontrol edilmesini ve tuzlu suyun filtrasyonu için gerekli olan boyutun elde edilmesini sağlamıştır.

Nair, tuzun su içerisinde çözündüğünde, çevresinde su moleküllerinden oluşan bir kabuk meydana getirdiğini belirtiyor ve su moleküllerinin membrandan tek başlarına hareket edebildiğini fakat tuzun tek başına hareket edemediğini bu nedenle de su moleküllerine ihtiyaç duyduğunu ekliyor. Filtrasyon mekanizması; tuz moleküllerinin etrafındaki su moleküllerinin büyüklüğünün, membranın gözenek boyutunun büyüklüğünden daha fazla olması nedeniyle membrandan geçememesi prensibine dayanıyor.

Dünya çapında, tuzlu su için geniş ölçekli birkaç filtrasyon yöntemi bulunmakta. Bu yöntemler polimer bazlı yöntemler olup, pahalı ve verimsiz olarak nitelendirilmekteler. Bu nedenle son yıllarda filtrasyon üzerine pek çok çalışma yapılmakta ve bu sürecin daha hızlı, ucuz ve verimli bir hale getirilmesi için uğraşılmaktadır.

İklim değişikliği nedeniyle 2100 yılında, deniz seviyesindeki artışın 3.8 cm olabileceği ya da  Grönland’daki tüm buz tabakasının erimesi durumunda okyanus seviyelerinin 7.3 metrenin üzerine çıkabileceği tahmin edilmektedir. Ayrıca 2025 yılında dünya nüfusunun %14’ünün su kıtlığıyla karşı karşıya kalabileceği öngörülmektedir. Tüm bu koşullar düşünüldüğünde ileride, deniz suyundan içme suyu eldesine olan ihtiyacımız artabilir. Grafen oksit, kolay üretilebilir ve ucuz bir malzeme olması nedeniyle, filtrasyon alanında gelecekte tercih edilebilecektir.

Çalışma Nature Nanotechnology dergisinde yayınlanmıştır.

Kaynak
http://www.sciencealert.com/scientists-create-a-graphene-based-sieve-that-turns-seawater-into-drinking-water

İleri okuma
http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2017.21.html