تعد مياه البحار والمحيطات من أهم مصادر المياه العذبة للإنسان وأنشطته المختلفة، وذلك إذا ما عولجت لتخليصها من الأملاح الذائبة بها عن طريق سلسلة من عمليات صناعية تعرف باسم تحلية المياه Desalination. وفي عمليات تحلية المياه ومعالجتها تطبق تقنية التناضح العكسي Reverse Osmosis والذي تطبق فيه ضغوط عالية لإرغام الماء المذابة به الأملاح على العبور خلال أغشية Membrane تقوم بالاحتفاظ بالأملاح الذائبة في الماء، بينما تسمح للماء النقي بعد انتزاع الأملاح منه بالعبور من خلالها. ومن المعروف أن تقنية تحلية المياه بواسطة التناضح العكسي تعد من التقنيات عالية التكلفة، حيث يتطلب تشغيلها كميات ضخمة من المياه ومن الطاقة.

وقد أعطت تكنولوجيا النانو الأمل في تطوير تقنيات تحلية المياه حين تم تجريب أنابيب الكربون النانوية في صناعة الأغشية المستخدمة في التحلية. وقد أكدت التجارب المعملية والميدانية أنه مع استخدام أنابيب الكربون النانوية فإن تكلفة عمليات التحلية انخفضت بنسبة 75 في المائة، وذلك إذا ما قورنت بتقنية التناضح العكسي باهظة التكلفة والمستخدمة اليوم وتمثل أنابيب الكربون المؤلفة من فتحات نانوية الأبعاد مصادر فريدة ومتميزة لعمليات الترشيح والفلترة، حيث تصمم فتحاتها بحيث تسمح لجزيئات الماء النقي من العبور بخلالها، بينما تحجب مرور جزيئات الأملاح المذابة مع الماء النقي، لذا فهي تقوم بمهام المناخل أو المرشحات الجزيئية Molecular Sieves.

وتزداد فاعلية عملية ترشيح وفلترة المياه مع استخدام حبيبات أول أكسيد الماغنسيوم النانوية MgO، وكذلك حبيبات نانوية لفلز الماغنسيوم Mg الحر. وتبدي هذه المواد فاعلية شديدة في القضاء على البكتيريا موجبة وسالبة الغرام Gram–positive and Gram–negative، وكذلك إبادة الجراثيم البكتيرية Bacterial Spores ⁽¹⁰⁾ التي قد توجد بمياه الشرب. وتحضّر البلورات النانوية أو ما يعرف باسم نقاط الكم Quantum Dots للماغنسيا والمغنيسيوم على هيئة مساحيق فائقة النعومة تتألف من كريات متناهية في الصغر تقل أبعاد أقطارها عن 20 نانومترا، مما يكسبها مساحة أسطح عالية، وهذا يؤدي إلى زيادة كبيرة في فاعليتها، للقضاء على الجسيمات البكتيرية.

___________________________________________________
هوامش

(10) P.K. Stoimenov et al. Langmuir, Vol. 18 (2002) pp. 6679-6687.

مواضيع ذات صلة

قاعدة الطور

الغليان والتجمد

الحالات الوسيطة للمادة

الحالة الصلبة

الحالة السائلة

الحالة الغازية

منظور إحصائي

التفاعلات الجزيئية

المادة من الخارج

الرابطة التساهمية

الرابطة الأيونية

Chemical kinetics