KAUST:n tutkijat ovat kehittäneet pinnoitteet, joilla voidaan puhdistaa suolanpoistokalvoja. Myrkytön pinnoitus voi tarjota turvallisemman ja tehokkaamman vaihtoehdon haitallisille kemikaaleille käänteisosmoosijärjestelmissä, joita käytetään meriveden suolanpoistoon.
Käänteisosmoosin suolanpoistoprosessi käyttää painetta meriveden suodattamiseen puoli läpäisevän kalvon läpi makean juomaveden tuottamiseksi. Vaikka tämä tekniikka on energiatehokkaampaa kuin muut suolanpoistomenetelmät, bakteerien ja muiden mikro-organismien kasvu kalvon pinnalla voi haitata sen suorituskykyä.
Tohtori Maria Fernanda Nava Ocampo sanoi: "Tämä biofilmi muodostaa kerroksen, joka ei salli veden kulkea helposti läpi", sanoi Johannes Vrouwenvelder. "Yksi suurimmista ongelmista kaikissa nykyisissä biofoulingin valvontamenetelmissä on se, että ne eivät voi poistaa biofilmejä kokonaan kalvojärjestelmästä, mikä johtaa pysyvään likaantumiseen. Tämä lisää energiankulutusta ja kontrollikemikaalien purkausta mereen."
Vaikka muut pinnoitteet on yleensä valmistettu haitallisista kemikaaleista, uusi polyelektrolyyttipinnoite välttää myrkyllisten kytkentöjen kiinnittämisen kalvoon. Se voidaan myös huuhdella turvallisesti ulos järjestelmästä suolavedellä ja lisääntyneellä virtauskerralla, jotta kalvon pinnalla ei ole biokalvoa.
Nava-Ocampo sanoi: "Pinnoitteemme etuna on, että se tarttuu pintaan sähköstaattisen vuorovaikutuksen kautta, joten meidän ei tarvitse käyttää kemikaaleja." "Voimme myös päällystää kalvon esikäsittelemättä sitä. Kalvo pysyy Järjestelmässä meidän tarvitsee vain siirtää pinnoite saman virran läpi, jota käytetään suolanpoistoon."
Ryhmä testasi luomansa pinnoitteen käyttämällä kalvon likaantumissimulaattoria, pientä laitetta, joka simuloi käänteisosmoosin suolanpoistolaitoksen olosuhteita. He kiersivät pinnoitteen viisi kertaa järjestelmässä muodostaakseen kerroksen kalvon pinnalle ja lisäsivät biohajoavia ravinteita biofilmin kasvun edistämiseksi.
8 päivän kuluttua tutkijat huuhtoivat järjestelmän korkeavirtaisella, korkeasuolaliuoksella 24 tunnin ajan pinnoitteen poistamiseksi. Tiimi vertasi pinnoitettujen kalvojen suorituskykyä päällystämättömään kontrolliin.
Siirtoelektronimikroskoopilla tutkijat havaitsivat, että pinnoite pysyi vakaana suolavedessä, mikä teki siitä suolanpoistoon soveltuvan. Lisäämällä veden virtauksen voimakkuutta ja vesi suolaisuutta tiimi pystyi onnistuneesti poistamaan pinnoitteen ja kiinnitetyn biokalvon kalvosta.
Tämän puhdistusprosessin jälkeen neste virtaus pinnoitetussa kalvossa oli kaksinkertainen päällystämättömään kontrolliin.
"Tämä osoittaa, että teknologiallamme on parempi puhdistuspotentiaali", Nava-Ocampo sanoi. "Seuraava askel on tehdä siitä tehokkaampaa ja kestävämpää suuremmassa mittakaavassa."