Доказано е, че разбирането ни за обратната осмоза е погрешно

Достъпът до чиста питейна вода зависи от процеса на обезсоляване на морската вода. Това се прави чрез процеса наречен обратна осмоза.

Ново проучване показва, че механизмът на дифузия, който е в основата на обратната осмоза е погрешен. Изследователи от Йейлския университет разкриват, че вместо това обратната осмоза се управлява от потока в порите.

В изследването, публикувано в Science Advances, учените са направили експерименти за проникване на разтворител и симулации на молекулярна динамика, за да докажат твърдението си.

Какво представлява обратната осмоза?

Обратната осмоза е процес за пречистване на вода чрез отстраняване на примеси, минерали и други замърсители през полупропусклива мембрана. Процесът включва прилагане на налягане, за да се принудят водните молекули да преминат през мембрана, която позволява преминаването само на молекули чиста вода, докато нежеланите частици се отстраняват.

Първото наблюдение на обратната осмоза е направено още през 1748 година от френския физик Жан-Антоан Ноле, но тя е използвана за производство на прясна вода едва през 50-те години на миналия век. Освен това процесът се използва и за пречистване на отпадъчни води и производство на ултрачиста вода за производството на електроника и фармацевтични продукти.

Обяснението на обратната осмоза се приписва на дифузията на разтвора. Според тази теория обратната осмоза отделя примесите и замърсителите от чистата вода чрез разтвор и дифузия, задвижвани от концентрационните градиенти и характеристиките на мембранните пори.

Обратната осмоза зависи от градиента на налягането?

Теорията за разтвора и дифузията се приема повече от 50 години, откакто е предложена през 1967 година. Сега професор Менахем Елимелех и неговите колеги предполагат, че тази теория е погрешна. Компютърни симулации разкриват, че преносът на вода в мембраните се управлява от градиента на налягането, а не от градиента на концентрацията на водата.

Те също така забелязват, че водните молекули се придвижват на клъстери през мрежа от пори в мембраната. Екипът също така забелязал, че размерът на порите на мембраната, размерът на водните молекули и вискозитетът или гъстотата на водата влияят върху начина, по който водата прониква през мембраната.

За да потвърди резултатите от симулацията, екипът провежда допълнителни експерименти, които съвпадат със симулациите, което потвърждава тяхната хипотеза. Така те стигат до заключението, че преносът на разтворители и вода се определя от градиента на налягането.

Резултатите от това изследване предлагат нов поглед върху процес, който изглеждаше добре установен преди почти 50 години. Резултатите могат да се използват за подобряване и прецизиране на процеса на обратна осмоза и да приближат света с една стъпка към това чистата питейна вода да стане достъпна за всички.