تسريع عملية تحلية المياه باستخدام جزيئات نانوية مكونة من ثاني أكسيد التيتانيوم والذهب
ان تحلية المياه تعتبر من احد الطرق لتوفير الماء الصالح حيث يفتقد حوالي ٢.٢ بليون شخص للماء الصالح عالميا. لذلك، فإن تحلية المياه يعتبر من احد اهم أهداف الأمم المتحدة.
إن احد طرق تحلية المياه في المعامل هو عن طريق سخانات تقوم بتبخير الماء و من ثم يتم إلتقاط هذا البخار و تحويله إلى حالته السائلة مرة أخرى بعد التخلص من الأملاح و اي مواد ضارة و ملوثة.
و هنا يأتي دور جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية المغطى جزيئا بالذهب التي تستطيع تسريع عملية التبخر بضعفين ونصف حيث أن هذه المادة تقوم بامتصاص حوال ٩٦٪ من الطيف الشمسي و تحوليه إلى حرارة مباشرة. إن تسريع عملية تحلية المياه أمر مهم حيث انه يزيد من الإنتاج للماء الصالح للشرب.
تم تصميم هذه المادة عن طريق فريق مكون من علماء من اسبانيا و اليابان و بلغاريا و بيلاروس الذين يرون انه بامكانهم استخدام هذه المادة لغرضين. أولها هو استخدامها كسخان نانوي كما ذُكر أعلاه و ثانيها كمستشعر بصري للمواد الملوثة حيث تقوم هذه المادة بتغيير لونها بمجرد استشعارها لوجود اي ملوث في الماء.
الخطة الأساسية للبحث كانت لتحويل الضوء من الطيف الشمسي إلى الكهرباء و لكن الباحثين وجدوا انه من الاسهل استخدام الحرارة مباشرة و ذلك بسبب بنية المركب.
الجدير بالذكر أن طريقة تصنيع هذه المادة هي طريقة صديقة للبيئة لم يضطر العلماء فيها استخدام اي مواد كيميائية ضارة أو أدوات باهضة الصنع.
المصادر:
(1) Gurbatov, S., Modin, E., Puzikov, V., Tonkaev, P., Storozhenko, D., Sergeev, A., Mintcheva, N., Yamaguchi, S., Tarasenka, N., Chuvilin, A., Makarov, S., Kulinich, S. and Kuchmizhak, A., 2021. Black Au-Decorated TiO2 Produced via Laser Ablation in Liquid. ACS Applied Materials & Interfaces, 13(5), pp.6522-6531.
(2) Image taken from: Mintcheva, N., Srinivasan, P., Rayappan, J., Kuchmizhak, A., Gurbatov, S. and Kulinich, S., 2020. Room-temperature gas sensing of laser-modified anatase TiO2 decorated with Au nanoparticles. Applied Surface Science, 507, p.145169.
(3) Nanowerk. 2021. Nanomaterial accelerates water desalination process. [online] Available at: <https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=57175.php> [Accessed 12 February 2021].
