استفاده از غشاهای هیدروژلی در تصفیه آب و فاضلاب

تامین آب شیرین در بسیاری از نقاط جهان یک نگرانی بزرگ است زیرا آب دریا که منبع آب محافظت کننده روی زمین است، برای انسان، حیوانات و حتی بیشتر گیاهان قابل استفاده نیست. بر این اساس، بسیاری از فناوری‌های نمک‌زدایی مانند اسمز معکوس در پاسخ به تقاضای رو به رشد برای آب شیرین تجاری می‌شوند. از سوی دیگر، با استفاده از این روشها مقدار زیادی فاضلاب تولید می‌شود که می‌تواند برای محیط زیست بسیار مضر باشد. بنابراین، بسیاری از فن‌آوری‌ها (مانند سیستم‌های غشایی و جاذب‌ها) برای تصفیه فاضلاب در بخش‌های صنعتی و شهری توسعه یافته‌اند و استفاده از هیدروژل‌ها بدلیل جذب آب، خواص مکانیکی و ویژگی های ویسکوالاستیک شبکه سه بعدی آنها را به گزینه ای جذاب در فرایند تصفیه آب و فاضلاب تبدیل کرده است.

هیدروژل ها شبکه های سه بعدی متشکل از پلیمرهای بسیار آبدوست هستند که می توانند مقدار زیادی آب یا مایعات بیولوژیکی را جذب کنند. طیف متنوعی از هیدروژل ها که بر اساس پلیمرهای طبیعی و مصنوعی و مشتقات آنها تهیه می شوند در صنایع مهندسی بافت، دارورسانی و تصفیه آب و فاضلاب توسعه یافته اند. علاوه بر این، هیدروژل ها در اشکال مختلف از جمله هیدروژل های تزریقی، نانوژل ها (نانوذرات هیدروژل)، میکروژل ها و میکروسفرها، نانوالیاف و لایه های نسبتاً نازک معروف به غشاهای هیدروژل استفاده می شوند. غشاهای هیدروژل به عنوان محیط متخلخل هیدراته ساخته شده از پلیمرهای آبدوست نیز دارای طیف وسیعی از کاربردها در صنایع مختلف هستند. خواص فیزیکوشیمیایی شگفت‌انگیز این دسته مواد مانند زیست سازگاری با محیط زیست، معماری متخلخل منحصر به فرد، جذب بالای آب و پدیده‌های انتقال ویژه وابسته به محتوای آب در غشاهای هیدروژل نیمه‌تراوا، آن‌ها را به سازه‌های جذابی برای کاربردهای مختلف از جمله تصفیه فاضلاب تبدیل کرده است. لازم به ذکر است با اینکه از خواص آبگریزی بسیاری از غشاهای پلیمری در فرایند تصفیه آب و فاضلاب بهره برداری می شود، خواص آبدوستی غشاهای هیدروژل برای تصفیه آب و فاضلاب مورد مطالعه قرار می گیرد.

Mohsen Khodadadi Yazdi, Vahid Vatanpour, Ali Taghizadeh, Mohsen Taghizadeh, Mohammad Reza Ganjali, Muhammad Tajammal Munir, Sajjad Habibzadeh, Mohammad Reza Saeb, Mehrorang Ghaedi, Hydrogel membranes: A review, Materials Science & Engineering C, 114, 2020, 111023