Диссертация: Нет

25 августа 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

надежный источник

корректура

Сара-Лена Брэннстрем, Университет Умео

Искусственные мембраны играют жизненно важную роль в здравоохранении, хранении энергии и восстановлении ресурсов. Однако производство не является экологически чистым. В диссертации Университета Умео Норафика Исмаил с химического факультета представляет альтернативные растворители, которые превосходят традиционные токсичные с точки зрения стоимости, устойчивости и производительности.

Благодаря новаторским исследованиям Исмаила теперь можно производить более экологичные искусственные мембраны благодаря растворителям, которые ранее никогда не использовались для изготовления мембран.

«Эти мембраны пока недоступны на рынке, но они производятся в лабораторных масштабах», — говорит Исмаил.

Искусственные мембраны имеют разнообразное применение. Они используются в искусственных почках и легких, а также в различных видах батарей. Эти адаптируемые мембраны также способствуют производству энергии в топливных элементах, обеспечивают чистую воду за счет усовершенствованной фильтрации и способствуют эффективному отделению газов, например, отделению углекислого газа. Более того, они являются ключевым компонентом восстановления ресурсов.

Мембраны могут быть изготовлены из полимеров, стекла, цеолита, металла или композитных материалов. Среди них доминируют полимерные мембраны из-за их доступности, механических свойств и простоты производства в больших масштабах.

«Несмотря на их значительный вклад в экологические процессы и цели устойчивого развития, производство этих невероятных материалов не является экологически чистым. Например, самый популярный растворитель для изготовления мембран, N-метилпирролидон (NMP), может вызывать репродуктивные расстройства и был ограничен в Европе с мая 2020 года», — говорит Исмаил.

Более того, другие наиболее распространенные растворители, такие как диоктилфталат (ДОФ), считаются канцерогенами для человека, тогда как дибутилфталат (ДБФ) потенциально вызывает пороки развития плода. Эти вредные растворители не только представляют опасность для здоровья человека, но и наносят вред окружающей среде, образуя огромное количество сточных вод при производстве мембран, которое превышает 50 миллиардов литров в год. Таким образом, поиск экологически чистых альтернатив растворителям имеет важное значение.

В своей недавно опубликованной диссертации Исмаил впервые применила оценку жизненного цикла для оценки устойчивости производства мембран. Ее анализ подчеркивает токсичность растворителей как основное препятствие на пути устойчивого производства мембран.

Делая шаг вперед, она представляет три семейства растворителей, которые дешевле, более экологичны и обладают лучшими характеристиками, чем традиционные токсичные растворители. Эти недавно разработанные мембраны использовались для различных целей, таких как опреснение, обеззараживание ядерных сточных вод и очистка воды. Наличие безопасной и легкодоступной воды играет решающую роль в охране здоровья населения.

«Это исследование имеет не только социальное значение, но и имеет значение для производителей мембран, особенно с учетом ограничений, налагаемых на использование широко используемых растворителей в Европе», — говорит Исмаил.

Больше информации:Диссертация: Устойчивое производство мембран с использованием экологически чистых растворителей.

Предоставлено Университетом Умео