Naukowcy wymyślili sposób na zwiększenie wydajności membran o 30-40% pod względem energii wymaganej do filtrowania wody. Kluczem jest gęstość membran na poziomie nanoskali.

W nowym badaniu zespół wyjaśnia, w jaki sposób utrzymanie stałej gęstości membran jest ważniejsze niż cienkość samej membrany. Może to ulepszyć technikę oczyszczania wody zwaną odwróconą osmozą, w której minerały są wychwytywane i usuwane przez membranę pod wpływem ciśnienia.

Aby lepiej przyjrzeć się tym membranom, badacze wykorzystali technikę multimodalnej mikroskopii elektronowej - łącząc analizę składu chemicznego z mapowaniem 3D na poziomie nanoskali - w celu modelowania skuteczności oczyszczania wody.

Badania zostały zainspirowane obserwacją, że grubsze membrany często lepiej radziły sobie z odsalaniem, co jest sprzeczne z intuicją, biorąc pod uwagę, że woda może przepychać się przez więcej materiału.

Modelowanie ujawniło, że niespójności i „martwe strefy” w membranie odegrały większą rolę niż grubość.

Naukowcy sugerują, że im gęstość membran jest równomierniej rozłożona, tym więcej wody można oczyścić przy mniejszym zużyciu energii - co pozwala zaoszczędzić pieniądze zarówno korporacjom, jak i drobnych konsumentom, a także umożliwia szerszy dostęp do technologii.

Produkcja świeżej i czystej wody jest niezbędna nie tylko dla zdrowia publicznego, ale także do wykorzystania w rolnictwie i produkcji energii. Każdego roku oczyszczane są miliardy galonów wody, więc poprawa wydajności o 30-40 procent może mieć ogromne znaczenie.