Новая мембрана удешевит фильтрацию воды

05.01.2021

Исследователи из Техасского университета в Остине и Пенсильвании (США) создали новую мембрану для очистки воды с равномерной плотностью на наноуровне. Такое строение мембраны позволяет получить большее количество чистой воды и сделать процесс фильтрации дешевле.

Опреснительные мембраны удаляют из воды соль и другие химические вещества. То, как проходит очистка, - процесс, казалось, бы очень простой: соленая вода пропускается через фильтр - с другой стороны вытекает чистая вода. Но внутри процесса много тонкостей и сложностей.

Исследовательская группа определила, что опреснительные мембраны несовместимы по плотности и распределению массы, что может тормозить их работу. Равномерная плотность на наноуровне является ключом к увеличению количества чистой воды, которую могут позволить получить эти мембраны. Равномерная плотность сделала новую мембрану значительно толще, чем современные аналоги. Однако, как показали предыдущие исследования, толстые мембраны на самом деле более проницаемы. Это стало неожиданностью, потому что считалось, что толщина уменьшает количество воды, которое может проходить через мембраны.

Ученые разработали трехмерные реконструкции наноразмерной структуры мембраны с использованием современных электронных микроскопов. Они смоделировали путь, по которому вода проходит через эти мембраны, чтобы предсказать, насколько эффективно вода может быть очищена на основе новой структуры. В статье авторы сообщают, что эффективность мембран стала выше на 30-40%. А это означает, что они могут очищать больше воды при значительно меньшем потреблении энергии. Открытие может расширить доступ к чистой воде и снизить счета за воду как для отдельных домов, так и для крупных хозяйств.

<< Назад: Процессор на сверхпроводниках 06.01.2021

>> Вперед: Связь между загрязнением воздуха и грозами с молниями 05.01.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Фотонный чип Cognifiber 07.04.2022 Инженеры израильского стартапа Cognifiber создали фотонный чип, спроектированный специально для периферийных вычислений - инфраструктуры, которая избавляет предприятия от необходимости подключаться к облачным средам. Цель Cognifiber - максимально миниатюризировать фотонику, чтобы заменить кремний - ключевой компонент современных чипов - на более дешевое и доступное стекло. Стартап утверждает, что его решение помимо прочего снижает стоимость обучения AI/ML на 80%. Cognifiber фокусируется на фотонных вычислениях, но идет дальше, чем современные стартапы из той же области. Как правило, разработчики применяют фотонику в качестве центра связи между стойками в центрах обработки данных. В то же время Cognifiber работает над первой в своем роде микросхемой, которая будет выполнять вычисления самостоятельно. В перспективе такая система пригодится всем - от производителей миниатюрных IoT-устройств до компаний, управляющих крупнейшими дата-центрами. "Сочетание чипов из фотонного стекла продвигает наше периферийное решение, позволяющее быстро применять искусственный интеллект и машинное обучение локально на периферийных устройствах, которые сейчас ограничены по емкости и допустимой мощности", - отметил Зеев Залевски, соучредитель и технический директор Cognifiber. Технология Cognifiber базируется на методике вычислений в оптоволокне, которая использует аналоговые сети машинного обучения для обработки данных в оптоволоконном кабеле. Инженеры распространили этот подход на процессоры, построенные на стеклянной подложке, с нанесением коммерчески доступных примесей. В компании утверждают, что, как и обычные чипы, микросхемы Cognifiber можно программировать и реконфигурировать, подобно программируемым вентильным матрицам (FPGA). Система уже поддерживает как линейные, так и нелинейные операции, что делает технологию подходящим решением для запуска ИИ. Предварительные подсчеты Cognifiber также показали, что обработка в волокне может повысить производительность компьютера в 100 раз и снизить стоимость обучения AI/ML на 80%. "Потенциал уменьшения размеров за счет использования фотонных чипов на основе стекла в сочетании с нашими запатентованными оптоволоконными кабелями обещает вывести серверы с высокой производительностью на периферию, устранив многие существующие узкие места в IT-инфраструктуре и значительно снизив энергопотребление", - рассказал гендиректор Cognifiber Эяль Коэн. Он также добавил, что технология Cognifiber будет полезна для многих отраслей, где генерируются большие объемы данных, включая беспилотный транспорт, дроны, потребительскую электронику и центры обработки данных.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025