معالجة المياه بالمرشحات النانوية
المؤلف:
منير نايفة
المصدر:
النانوتكنولوجي- عالم صغير ومستقبل كبير- صفات سلامة
الجزء والصفحة:
ص123
2025-10-26
29
تستعمل أغشية الترشيح النانوية على نطاق واسع حالياً، لإزالة الأملاح الذائبة في المياه، وإزالة عسر المياه، والتخلص من الملوثات بالجزيئات الصغيرة مثل عنصري الكادميوم والزرنيخ. وتصنع المرشحات النانوية بأشكال متعددة وأبعاد مختلفة، ومن أهم هذه المرشحات:
مرشحات أنابيب الكربون النانوية وهي أكثر مرونة من الأغشية التقليدية، حيث يمكن تطهيرها بالتسخين أو التعقيم وإعادة استخدامها، ويتم تصنيع هذه المرشحات من خلال غرس أنابيب الكربون النانوية بطريقة متماثلة ومتلاصقة لتكوين هيكل قوي يشبه الغشاء. وتقوم هذه الأنابيب بالعمل كمصفاة للجزيئات، إذ تسمح بمرور جزيئات المياه الصغيرة، وتحجز جزيئات الملوثات الكبيرة.
مرشحات ألياف الألومينا (أوكسيد الألمنيوم): وفيها تقوم ألياف الألومينا موجبة الشحنة يجذب وحجز حبيبات الملوثات من الماء الجاري خلالها. وتضمن هذه المرشحات نقاوة عالية الجودة، حيث تستطيع - حجز حوالي 99 بالمئة من البكتيريا والفيروسات والملوثات الأخرى.
ولهذا قامت العديد من الشركات الصناعية باستخدام تكنولوجيا النانو في تطوير وإنتاج مرشحات فلترات) Filters لترشيح وتنقية المياه وتحويلها إلى مياه طبيعية صحية خالية من الملوثات والمواد الضارة التي تحتويها، إذ تحتوي هذه الأجهزة على وحدة مرشح (فلتر) مركزي متعدد الأوساط يتكون من مواد نانوية فريدة لتصفية وتنقية مياه الاستحمام، لضمان عدم وصول المواد الضارة للشعر والجلد، وتشمل طبقات نانوالكربون، ونانو، الفضة وحبيبات سبائك النحاس والزنك، فالوسيط المحتوى على نانو" "كربون يستعمل لإزالة المواد الكيميائية الضارة، فالكربون ذو تركيبات ميكروسكوبية من جسيمات مجهرية ذات قطر بين 200 و500 نانومتر والتي تعمل كمرشح ذو فعالية عالية لترشيح جميع أنواع الملوثات، كما أنها ذات فعالية ممتازة لإزالة الروائح الكريهة من مياه الاستحمام. في حين يرشح الوسيط المحتوى على" نانو الفضة" كل الطفيليات والبكتيريا، فالفضة مادة من المضادات الحيوية القوية الطبيعية والوقائية ضد الالتهابات لهذا فإنها مادة كاملة لإزالة وترشيح البكتريا والفطريات والفيروسات. ومركبات الفضة النانوية ذات جزيئات مجهريه تضعف إنزيمات الجزيئات العضوية من امتصاص أوكسجين وبالتالي تعمل على تدمير الكائنات المسببة للأمراض في مياه الإستحمام والوسيط المحتوي على حبيبات سبائك النحاس والزنك ذات الجودة العالية، صمم لإزالة الكلور والمعادن الثقيلة والملوثات الميكروبيولوجية، فهذا الوسيط يمنع الحد من أكسدة التفاعلات الكيميائية عند مرور الماء عبر هذا الجزء، وهذا يتضمن نقل الإلكترونات بين الجزيئات ليغير كلياً هذه الجزيئات إلى عناصر أخرى مختلفة، حيث تفقد الملوثات مثل الكلور والكائنات الحية الدقيقة الإلكترونات بواسطة الأكسدة، مما يجعلها عديمة الضرر.
كما أن مياه الشرب في العديد من أنحاء العالم ملوثة بمواد سامة بما فيها المعادن مثل الزرنيخ ولا تتطلب إزالة هذه الملوثات من الماء معدات متطورة جداً و ا وحسب بل وأيضاً مصدر طاقة ثابت لتشغيل هذه المعدات. وقد يكون كلاهما غير متوفر بصورة كافية في معظم بلدان العالم النامي. ولكن يمكن بواسطة تكنولوجيا النانو حل هذه المشكلة، فعلى سبيل المثال يقوم باحثون من جامعة رايس الأميركية في هيوستون بولاية تكساس باستخدام بلورات نانوية من المغنيتيت أو حجر المغناطيس Magnetic nanocrystals في تنقية المياه الملوثة، والمغنيتيت مرکب من الحديد والأكسجين قادر على امتصاص الزرنيخ. Arsenic
فعندما تضاف بلورات المغنيتيت النانوية هذه إلى محلول من المياه الملوثة بالزرنيخ، تتحد مع الزرنيخ ومن ثم يقوم مغناطيس بسيط بدفع البلورات النانوية المكسوة بالزرنيخ إلى قعر المحلول حيث يمكن استخراجها منه لاحقاً. وتكمن الفائدة التي تتميز بها هذه التقنية في كونها تعمل بواسطة مغناطيس عادي من النوع الذي يستخدم كل يوم، في حين أن الجزيئات الكبيرة من المغنيتيت، تتطلب مغناطيسات أقوى بكثير. وتوفر هذه البحوث مياه شرب نقية لسكان المناطق النائية بطرق بسيطة وجديدة.
الاكثر قراءة في الفيزياء الجزيئية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
