海水淡化的突破可能导致更便宜的水过滤– UT News

得克萨斯大学奥斯汀分校和宾州州立大学的研究人员解决了困扰科学家数十年的复杂问题之后，直到现在，以更低的成本生产清洁水可能会出现。

脱盐膜可从水中去除盐分和其他化学物质，这是对社会健康至关重要的过程，可清洁数十亿加仑的水用于农业，能源生产和饮用水。这个想法似乎很简单-将咸水推入，另一端则是干净的水-但是它包含着复杂的复杂性，科学家们仍在努力理解。

该研究团队与杜邦水务解决方案合作，解决了这一谜团的一个重要方面，为降低清洁水生产成本打开了大门。研究人员确定，脱盐膜的密度和质量分布不一致，这可能会阻碍其性能。纳米级的均匀密度是增加这些膜可产生多少纯净水的关键。

“反渗透膜被广泛用于清洁水，但我们对它们的了解还很多，” UT奥斯汀市土木建筑与环境工程系副教授曼尼什·库马尔说，这个调查。 “我们无法真正说出水如何流过它们，因此过去40年中的所有改进基本上都是在黑暗中完成的。”

该论文证明了被测膜的效率提高了30％-40％，这意味着它们可以清洗更多的水，而能耗却大大减少。这可能会导致增加清洁用水的机会，并降低个人住宅和大型用户的水费。

反渗透膜通过向一侧的含盐进料溶液施加压力来工作。当水通过时，矿物质留在那里。研究人员说，尽管比非膜脱盐工艺更有效，但仍需要消耗大量能量，提高膜的效率可以减轻这种负担。

宾夕法尼亚州立大学化学工程学教授恩里克·戈麦斯（Enrique Gomez）是该研究的共同负责人，他说：“淡水管理正成为全球范围内的一项严峻挑战。” “干旱，干旱–随着恶劣天气的加剧，预计这个问题将变得更加严重。拥有洁净水至关重要，尤其是在资源匮乏的地区。”

美国国家科学基金会和制造大量淡化产品的杜邦公司为这项研究提供了资金。杜邦研究人员发现较厚的膜实际上被证明具有更高的渗透性时，便种下了种子。令人惊讶的是，因为常规知识是厚度减少了可以流过膜的水量。

在2015年库玛组织的“水峰会”上，该团队与现在隶属于杜邦的陶氏水处理公司建立了联系，他们渴望解决这一谜团。该研究小组还包括来自爱荷华州立大学的研究人员，他们在宾州州立大学材料表征实验室使用最先进的电子显微镜开发了纳米级膜结构的3D重建。他们对水通过这些膜的路径进行了建模，以根据结构预测清洁水的效率。德克萨斯高级计算中心的Greg Foss帮助可视化了这些模拟，并且大部分计算都是在TACC的超级计算机Stampede2上进行的。