ساخت غشای پروتئینی برای شیرین سازی آب در دانشگاه اراک

دکتر رضا داور نژاد، عضو هیات علمی گروه مهندسی شیمی دانشگاه اراک به همراه تیم تحقیقاتی متشکل از شقایق بهاری دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دکتر امید باوی از دانشگاه صنعتی شیراز و سیدوحید محمدی از شرکت پتروشیمی شازند موفق به طراحی غشایی به منظور شیرین سازی آب دریا شدند.

دکتر رضا داور نژاد در تشریح این طرح پژوهشی گفت: شبیه سازی دینامیک مولکولی در طراحی غشاهای پروتئینی بسیار حائز اهمیت است. با استفاده از این روش نه تنها می توان دینامیک ذرات در ابعاد نانو را رصد کرد بلکه می توان در هزینه های گزاف طراحی و ساختن غشاها در مقیاس آزمایشگاهی نیز صرفه جویی کرد. در این مقاله شبیه سازی دینامیک مولکولی غشای پروتئینی آکواپرین انجام و نفوذپذیری آب در حالات مختلف تحریک پروتئین با اعمال فشار و کشش محیطی متقارن انجام شد.

وی درمورد چگونگی شیرین سازی آب دریا به وسیله این غشا اظهار کرد: اگرچه شیرین سازی آب دریا با استفاده از این روش به مرحله پیش تصفیه نیاز دارد، قابلیت عبوردهی بسیار بالای این غشا در درازمدت پاسخ مناسبی برای کمبود آب مورد نیاز در کشور است. نتایج نشان دادند، اعمال کشش، اثر مخربی در عبورپذیری آب از کانال های پروتئینی دارد به این معنی که میزان عبورپذیری بسیار کاهش یافت در حالی که اعمال فشار محیطی اثر چندانی بر روی عبورپذیری آب نداشت.

این در حالی است که با حضور تنش های پسماند فشاری در هنگام ساخت غشا می توان استحکام غشا را در عملیات شیرین سازی با فشار بالا انتظار داشت.

این غشاها انرژی عملیاتی بسیار پایینی دارند ولی بسترسرمایه‌گذاری بالایی نیاز دارند.

دکتر داور نژاد افزود: در حال حاضر تعداد کمی از این غشاها در دنیا تجاری سازی شده و تولیدات این غشاها برای تصفیه آب خانگی و صنایع غذایی آغاز شده است. در حالی که هنوز در زمینه های دارویی و شیرین سازی آب دریا در مرحله ایده و آزمایش هستند.

بنابراین با پژوهش و مطالعه در این زمینه ها و دستیابی به توانمندی ساخت این غشاها در مقیاس های بزرگ و صنعتی قابلیت رقابت با شرکت های رقیب خارجی وجود دارد.

وی در مورد اهمیت این طرح پژوهشی در نجات کره زمین اظهار کرد: با توجه به وضعیت فعلی مصرف انرژی در فرایندهای شیرین‌سازی و با در نظر گرفتن آلاینده‌ها و گرمایش کره زمین بحث بهینه‌سازی و ارتقای تکنولوژیکی این فرایندها تنها مسیر نجات کره زمین است.

در میان روش‌های بهبوددهنده راندمان فرایندهای شیرین‌سازی، استفاده از غشاهای مبتنی بر بافت‌های بیولوژیک، خاصه کانال‌های آکواپرین بسیار جالب توجه به نظر می‌رسد. چرا که عبورپذیری آب تا دوبرابر نسبت به غشاهای رایج بالاتر است.

این مقاله در مجله Desalination با ضریب تاثیر 7.098 به چاپ رسیده است.

منبع: ایسنا

68