ナノファイバー膜が数分以内に塩を99.9%除去

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世界保健機関は、7 億 8,500 万人以上の人がきれいな飲料水源を欠いていると推定しています。 地球の表面の 71 パーセントは海水で覆われていますが、私たちはこの水を飲むことができません。 世界中の科学者は、海水を安価に淡水化する効率的な方法を見つけるために取り組んできました。 今、韓国の科学者チームが数分でそれを行う方法を見つけたかもしれない。

人間の活動のほとんどに必要な淡水は、地球上で利用可能な総水量のわずか 2.5 パーセントにすぎません。 気候条件の変化により降水量が変化し、河川が干上がっており、各国は歴史上初めて水不足を宣言している。 海水の淡水化がこの問題に対処する最も簡単な方法であることは驚くべきことではありません。 しかし、これらのプロセスには独自の制限があります。 そのような制限の 1 つは膜の湿潤です。

海水をろ過するために膜を使用する場合、膜は長期間乾燥した状態を維持する必要があります。 膜が濡れると、濾過プロセスが効果を失い、大量の塩が膜を通過することになります。 長期間の操作では、膜の湿潤が進行することが定期的に観察されており、これは膜を交換することで解決されます。

韓国土木建築技術研究所（KICT）の研究者 Yunchul Woo と彼のチームは、湿潤の影響を受けにくく、長期的に安定した膜を開発しました。

この膜は、三次元の階層構造に加工されたナノファイバーでできています。これは、エレクトロスピニングと呼ばれる一種のナノテクノロジーを使用することによって実現されました。 この技術を使用して、研究者らは高度に疎水性、つまり撥水性のある膜を製造することができました。

膜は水分子の通過を許さないように設計されているため、膜の疎水性が役立ちます。 代わりに、膜の両側に温度差が適用され、一方の端からの水が蒸発して水蒸気になります。 膜は水蒸気を通過させ、その後冷却側に凝縮します。 これは膜蒸留と呼ばれ、膜を使用した脱塩の一般的に使用される方法です。 塩粒子は気体状態に変換されないため、膜の片側に残され、もう一方の側では高度に精製された水が得られます。

韓国の研究者らはまた、膜の製造プロセスでシリカエアロゲルを使用しました。これにより、膜を通る水蒸気の流れがさらに強化され、脱塩水への迅速なアクセスが可能になりました。 研究チームは、30 日間の連続運転で技術をテストしたところ、膜が湿潤の問題なく 99.9% の塩を濾過し続けることがわかりました。

この研究結果は、Journal of Membrane Science に掲載されました。