Op zoek naar een betere manier om water te ontzilten, een door Yale geleid team van onderzoekers heeft zich ter inspiratie tot badpakmateriaal gewend.

Omgekeerde osmose, die membranen gebruikt om ongewenste zouten te verwijderen, is de gouden standaard voor ontzilting en hergebruik van afvalwater. De uitdaging waar wetenschappers tegenaan zijn gelopen, echter, is dat het materiaal dat onzuiverheden het beste uitfiltert - polyamide - zeer gevoelig is voor chloor. Hoewel chloor doorgaans nuttig is bij het reinigen van membranen, het kan membranen van polyamide afbreken.

Wetenschappers van Yale en Nanjing University of Science and Technology hebben een chloorbestendig membraan gemaakt - wat de onderzoekers 'de heilige graal van de industrie' noemen - dat het veld aanzienlijk zou kunnen verbeteren om de wereldwijde uitdagingen op het gebied van watervoorziening beter aan te kunnen. Resultaten van hun werk, onder leiding van Yale's Menachem Elimelech, de Roberto C. Goizueta hoogleraar Chemical &Environmental Engineering, werden op 5 oktober in het tijdschrift gepubliceerd Natuur Duurzaamheid .

Met hun fabricagemethoden, Elimelech zei:ze hebben een schaalbare technologie gecreëerd voor robuuste omgekeerde osmosemembranen die het potentieel heeft voor goedkope productie die nodig is voor grootschalige, toepassing in de echte wereld.

"Deze membranen kunnen een meer economisch en ecologisch duurzame manier mogelijk maken om afvalwater te ontzilten en opnieuw te gebruiken. en voldoen aan de behoeften van de zoetwatervoorziening in de 21e eeuw, " hij zei.

Een belangrijk onderdeel was de materiaalkeuze. "We gebruiken een polyestermembraan, " zei Ryan DuChanois, een afgestudeerde student in het lab van Elimelech. "Een van onze inspiratiebronnen was zwemkleding, die zijn gemaakt van polyester materialen, en duidelijk, die zijn chloorbestendig."

Het gebruik van polyester is eerder overwogen, zonder succes. Die eerdere polyestermembranen hadden niet hetzelfde vermogen om zout af te stoten als een polyamidemembraan. Dit bracht het onderzoeksteam ertoe om een ​​meerlaagse aanpak te proberen.

"We namen de eerste laag, dat is een conventioneel nanofiltratiemembraan dat gevoelig is voor chlooraanvallen en daarbovenop, we zetten polyester lagen, " zei Xuan Zhang, een professor aan de Nanjing University of Science and Technology. "Als we alleen de polyesterlaag zouden gebruiken en niet de nanofiltratielaag, het zou geen dicht membraan voor omgekeerde osmose vormen, dus de vorming van het polyester in de poriën van het nanofiltratiemembraan was van cruciaal belang voor het creëren van een membraan voor omgekeerde osmose."

Niet alleen bleek het meerlagige membraan bestand tegen chloor, het presteerde even goed als het conventionele polyamidemembraan in termen van waterdoorlatendheid en ontziltingsprestaties.

"Mensen proberen al heel lang om chemie te vinden voor een membraan voor omgekeerde osmose dat ook chloorbestendig is, "Zei DuChanois. "We weten hoe we het een of het ander moeten aanpakken, maar niet allebei samen dus het feit dat we een chloorbestendig materiaal hebben gebruikt en er een membraan voor omgekeerde osmose van hebben gemaakt, was opwindend."

Zhang zei dat de onderzoekers zullen werken aan het optimaliseren van de technologie om deze schaalbaar te maken voor gebruik in de industrie.

"We zullen enkele andere eigenschappen van het polyestermembraan evalueren en proberen de membraanfabricagemethode verder te vereenvoudigen om aan de behoefte aan industriële verwerking te voldoen, ' zei Zhang.