Łatwe odsalanie

Dzięki uprzejmości badaczy

Gdy woda używana w wielu systemach przemysłowych odparowuje, sole i inne rozpuszczone minerały mogą pozostać na powierzchniach komponentów, gdzie ostatecznie degradują sprzęt, blokują rury i zmniejszają wydajność ważnych procesów wymiany ciepła. Teraz badacze z MIT odkryli zjawisko, które może pomóc w rozwiązaniu tego problemu, potencjalnie zmieniając zanieczyszczenia w przydatne produkty — a dodatkowo wygląda to naprawdę fajnie.

dr Samantha McBride ’20, Henri-Louis Girard, dr ’20 i Kripa Varanasi, profesor inżynierii mechanicznej, pokazał że jeśli powierzchniom nada się nanoskalową teksturę, która odpycha wodę, a następnie zostanie zastosowane ciepło, rozpuszczone sole krystalizują w charakterystyczny sposób: tworzą częściowo sferyczną powłokę, która wznosi się na zestawie wrzecionowatych nóg, tworząc mikroskopijne kształty, które naukowcy nazywają kryształkami. W końcu nogi rosną tak długo, że nie są w stanie utrzymać ciężaru zwierzaka, a kropelka soli odrywa się i opada lub zostaje zmieciona.

Zmieniając ilość ciepła na powierzchni, można sprawić, by formacje kryształów toczyły się w określonym kierunku. Im wyższa temperatura, tym szybciej rosną i unoszą się, minimalizując czas blokowania powierzchni przez kryształy.

Szczególnie ważną potencjalną korzyścią jest zapobieganie zanieczyszczeniu wymienników ciepła: według Varanasi problem ten kosztuje USA i inne kraje uprzemysłowione ćwierć procent PKB. Twierdzi również, że proces ten może umożliwić wykorzystanie nieoczyszczonej słonej wody w niektórych przemysłowych systemach chłodzenia, które w przeciwnym razie zużywają miliardy galonów cennej świeżej wody. W niektórych sytuacjach odzyskane sole i inne minerały mogą być nawet produktami zbywalnymi.

Varanasi mówi, że metody tworzenia tekstur w celu uzyskania powierzchni hydrofobowej są już dobrze opracowane, więc wdrożenie tego procesu na skalę przemysłową powinno być stosunkowo szybkie.

ukryć