طراحی و ساخت غشائی برای تصفیه آب با مصرف کم انرژی

در حال حاضر رشد فزاینده‌ای برای آب قابل شرب در جهان وجود دارد به طوری که محققان به دنبال روش‌های قابل حمل تصفیه آب با انرژی کم هستند. محققان دانشگاه ملی سنگاپور با الهام از کلیه و حرکت آب از ریشه‌های گیاه موفق به ارائه غشاء جدیدی شده‌اند که می‌تواند آب را با فشارهای بسیار کم تصفیه کند. با این کار انرژی مورد نیاز برای تصفیه آب کاهش می‌یابد. این فناوری جدید می‌تواند هزینه خالص‌سازی آب را تا ۳۰ درصد کاهش دهد.
در حال حاضر از فشار اسمزی و هیدرولیکی برای عبور مولکول‌های آب از میان غشاءها استفاده می‌شود که بسیار انرژی‌بر و پرهزینه است. برای حل این مشکل، پژوهشگران سنگاپوری اقدام به طراحی و ساخت غشاء جدیدی کردند که در آن از نوعی پروتئین استفاده شده است. این پروتئین «آکواپورین» نام دارد که به صورت انتخابی به مولکول‌های آب اجازه عبور داده و مانع عبور یون‌ها و دیگر ترکیبات می‌شود.
آکواپورین نام کانال‌هایی است که برای عبور آب در سلول‌های زنده استفاده می‌شود و به نوعی نقش تصفیه آب در طبیعت را به عهده دارد. این کانال‌ها قادراند با انرژی بسیار کم آب را از خود عبور داده و نمک‌ها و آلودگی را فیلتر کنند. با این روش، گیاه می‌تواند ۹۰ تا ۹۵ درصد از نمک‌های موجود در آب را فیلتر کند و کلیه انسان در روز ۱۵۰ لیتر آب را تصفیه کند.
این گروه تحقیقاتی با قرار دادن این پروتئین در غشاء پلیمری موفق به ساخت این غشاء شدند. نانوکانال‌های موجود در سطح غشاء موجب عبور مولکول‌های آب می‌شود در حالی که مقادیر بسیاری کمی از نمک از این غشاء عبور می‌کند.
یکی از مزایای این غشاء استحکام مکانیکی آن است که موجب پایداری آن در طول تصفیه می‌شود. این ویژگی برای استفاده صنعتی از این غشاء بسیار ایده‌آل است.
پژوهشگران این پروژه معتقداند که این غشاء می‌تواند برای تحقیقات زیستی نیز مورد استفاده قرار گیرد. همچنین می‌توان از آن در ساخت ادوات دیالیز با کارایی بالا استفاده کرد.