ساخت غشاهای تبادل یون هوشمند

به گزارش روابط‌عمومی بنیاد ملی علم ایران (INSF)، «تهیه و ساخت غشا‌های تبادل یون هوشمند» عنوان طرح پسادکتری سمانه بنده علی است که با راهنمایی عبدالرضا مقدسی و حمایت بنیاد ملی علم ایران به پایان رسانده است.

بنده علی درباره علت انجام این طرح توضیح داد: موضوع جهانی کمبود منابع آب تمیز و آشامیدنی یکی از معضلات کشور‌های دنیاست. بیش از ۹۵% منابع آب موجود در سطح زمین به صورت آب شور است و از سوی دیگر به خاطر رشد آلودگی‌ها، نابودی محیط زیست و تغییرات در آب‌وهوا زندگی بشر را در سراسر جهان تهدید می‌کند.

وی افزود: امروزه حذف نمک‌های تک‌ظرفیتی و چندظرفیتی در صنایع شیمیایی جهت تصفیه آب مورد نیاز واحد‌ها و صرفه‌جویی در مصرف آب از اهمیت بالایی برخوردار است. چرا که برخی از این نمک‌ها با قابلیت ایجاد رسوب در لوله‌ها باعث زنگ‌زدگی لوله‌ها و اتصالات شده و هزینه‌های جانبی مربوط به از کارافتادگی تجهیزات را بالا می‌برند. با توجه به کمبود منابع آب، استفاده از آب تازه هم در فرآیند‌ها مقرون‌به‌صرفه نیست.

این محقق و پژوهشگر در ادامه بیان کرد: علاوه‌بر این، فرآیند‌های محیط زیستی و به‌طور ویژه در زمینه تصفیه آب، جداسازی نمک‌های یک‌ظرفیتی و چندظرفیتی از آب و رساندن هدایت‌سنجی آب به میزان مجاز استاندارد‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است.

وی تصریح کرد: یکی از این روش‌ها که امروزه مورد توجه محققین و صنایع قرار گرفته است استفاده از فناوری غشایی است. علاوه بر عمده مزایای این فرآیند‌ها از قبیل سازگاری با سایر فرآیند‌های جداسازی و هزینه سرمایه‌گذاری به مراتب پایین‌تر نسبت به سایر واحد‌های فرآیندی، افزایش مقیاس و توسعه فرآیند‌های غشایی بسیار ساده‌تر از سایر فرآیند‌ها است. از میان سیستم‌های متعدد غشایی، غشا‌های تبادل یونی به عنوان جداساز‌های فعال و پیشرفته‌ای مطرح هستند که در فرآیند‌هایی با نیروی محرکه الکتریکی، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بنده علی اضافه کرد: این غشا‌ها ابزار‌های بسیار کارآمدی در فرآیند‌هایی چون نمک‌زدایی و تغلیظ آب‌های شور، بازیافت فلزات با ارزش از پساب صنایع، صنایع دارویی و غذایی مانند صنایع لبنی و نیز تولید مواد شیمیایی محسوب می‌شوند. علاوه بر این غشا‌های تبادل یون نقش گسترده‌ای در فرآیند‌های زیست‌محیطی، تصفیه پساب‌ها و صنایع بیولوژیکی بر عهده دارد.

وی درباره اهداف انجام این طرح گفت: هدف این تحقیق تهیه غشا‌هایی با عملکرد و خواص فیزیکی-شیمیایی منحصربه‌فرد برای عملیات‌های طولانی‌مدت است. به‌طوری که کشور بتواند نه‌تنها همگام با پیشرفت‌های حاصل شده در جامعه جهانی پیش برود، بلکه با تولید غشا‌های هوشمند مسیر و افق جدیدی را در صنعت غشایی جهان ایجاد کند.

این محقق و پژوهشگر در ادامه تأکید کرد: اخیراً توجه به ساخت غشا‌های پیشرفته از جمله غشا‌های هوشمند با خواص عملکردی مطلوب در بسیاری از کاربرد‌های صنعتی از جمله شیرین‌سازی آب، تصفیه پساپ، پیل‌های سوختی و... مورد توجه است. طبیعتاً بهره‌گیری از روش‌های اصلاح سطح و ساختار غشایی تا حد زیادی به دستیابی این اهداف کمک می‌کند.

بنده علی در پایان خاطر نشان کرد: معرفی مواد جدید در سطح غشا با ویژگی‌های انتخاب‌پذیری برای تهیه غشا‌های هوشمند منتهی به بهبود خواص غشایی از جمله پس‌دهی، ضدگرفتگی شدن و زمان کارکرد طولانی مدت می‌شود.