Αφαλάτωση νερού με τη βοήθεια της νανοτεχνολογίας

Για πρώτη φορά, η αφαλάτωση του θαλασσινού νερού είναι εύκολη και πρακτική: Αμερικανοί επιστήμονες κατάφεραν να κατασκευάσουν μια μικροσκοπική συσκευή που αφαιρεί το αλάτι από το θαλασσινό νερό με τη βοήθεια φορητών συστημάτων αφαλάτωσης.

Η εφεύρεση αυτή μπορεί να αποδειχθεί πολύτιμη για τις περιοχές που αντιμετωπίζουν προβλήματα ανυδρίας ή ακόμη και σε περιπτώσεις διευρυμένων ζημιών στο δίκτυο ύδρευσης στις φτωχές, κυρίως, χώρες.

Η ανακοίνωση της νέας ανακάλυψης συμπίπτει με τον εορτασμό της Παγκόσμιας Ημέρας Νερού του ΟΗΕ στις 22 Μαρτίου. Πρόκειται για το επιστημονικό επίτευγμα του Γιογνκιόν Χαν και των συνεργατών του από το τμήμα ηλεκτρολόγων μηχανολόγων και επιστήμης των υπολογιστών του πανεπιστημίου ΜΙΤ των ΗΠΑ, το οποίο δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «Nature Nanotechnology», σύμφωνα με το Γαλλικό Πρακτορείο και τα περιοδικά «Nature» και «Science».

Μέχρι σήμερα, οι μεγάλες συμβατικές εγκαταστάσεις αφαλάτωσης, οι οποίες εφαρμόζουν την τεχνολογία της αντίστροφης όσμωσης, εφοδιάζουν με πόσιμο νερό ολόκληρες πόλεις, αναγκάζοντας το θαλασσινό νερό να διέρχεται μέσω μιας μεμβράνης η οποία διακρατά το αλάτι. Η διαδικασία, όμως, έχει υψηλές απαιτήσεις σε ενέργεια και η μεμβράνη συχνά φράζει, ενώ οι εγκαταστάσεις είναι ογκώδεις, σταθερές και υψηλού κόστους.

Η νέα τεχνολογία, αντίθετα εξασφαλίζει αφαλάτωση από φορητές, φθηνές και «ενεργειακά ολιγαρκείς» συσκευές. Η νέα μέθοδος βασίζεται στην αποκαλούμενη πόλωση της συγκέντρωσης των ιόντων, που λαμβάνει χώρα όταν ένα ρεύμα φορτισμένων ιόντων περνάει μέσα από ένα «κανάλι» επιλογής των ιόντων. Κατά μήκος του καναλιού υπάρχει ένα ηλεκτρικό δυναμικό που απωθεί τα φορτισμένα σωματίδια. Έτσι, αναγκάζει το υγρό να διαχωριστεί σε δύο ρεύματα, ένα με φορτισμένα και ένα με ουδέτερα σωματίδια.

Όταν το θαλασσινό νερό διέρχεται μέσω της μεμβράνης-καναλιού, τα ιόντα του άλατος, καθώς επίσης οι τυχόν ιοί και οι άλλοι μικροοργανισμοί που υπάρχουν μέσα στο νερό, ωθούνται στο πλάι. Έτσι, το πιο αλατισμένο νερό απομονώνεται και μένει μόνο το αφαλατωμένο νερό, το οποίο περνά μέσα από την μεμβράνη στην άλλη πλευρά.

Το ποσοστό απόδοσης της συσκευής είναι 50%, δηλαδή αφαλατώνεται το μισό από το νερό που αρχικά χρησιμοποιείται. Το 99% του αλατιού έχει αφαιρεθεί από το ήμισυ της ποσότητας του νερού που έχει αφαλατωθεί.

Οι ερευνητές κατόρθωσαν να φτιάξουν ένα νανο-τσιπ με εμβαδόν μόλις λίγων τετραγωνικών χιλιοστών, το οποίο αφαλατώνει δέκα μικρολίτρα νερού το λεπτό. Όμως πολλά τέτοια νανοτσίπ μπορούν να συνδυαστούν σε μια μεγαλύτερη συσκευή ή εγκατάσταση αφαλάτωσης, που θα έχει πολλές πρακτικές εφαρμογές. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι θα χρειαστεί να ενωθούν 1.600 τέτοια νανοτσίπ πάνω σε μια ενιαία επιφάνεια, για την αφαλάτωση 300 χιλιοστόλιτρων νερού το λεπτό.

Ήδη οι ερευνητές έχουν κατοχυρώσει μια εμπορική πατέντα για την τεχνολογία του, όμως εκτιμάται ότι θα χρειαστούν κάποια χρόνια για την εμπορική αξιοποίηση αυτής, καθώς πρέπει να ξεπεραστούν διάφορα τεχνικά εμπόδια.

Πηγή: ΑΠΕ