Northwest A&F University bünyesinde çalışan araştırmacılar, geliştirdikleri MMS adlı kompozit jel sayesinde deniz suyundaki boru tutmayı ve aynı anda güneş enerjisiyle tatlı su üretmeyi başardı. Bu jel, sodyum aljinat temel alınarak oluşturuldu ve yapısında iki ana bileşen barındırıyor: yüksek fototermal verimli MXene nanomalzemesi ve bor iyonlarını tutabilen MgO partikülleri.
Fototermal Yapı Buharlaşma Performansını Artırdı
Yaklaşık 2 milimetre kalınlığındaki jel tabakalarının üst kısmı su-hava arayüzünde güneş ışığını emerken alt kısmı doğrudan deniz suyuna temas ediyor. MXene katmanı, güneş ışığını ısıya çevirerek yoğun bir buharlaşma yüzeyi oluşturuyor. Bu süreç, jel içinde sürekli bir su akışı sağlıyor ve bu akış esnasında MgO bileşenleri bor iyonlarını yakalıyor. Böylece klasik ters ozmoz sistemlerinin aksine bor hem yoğunlaşmıyor hem de güvenli biçimde ayrıştırılıyor.
Laboratuvar Testlerinde Yüksek Verimlilik Elde Edildi
Araştırma ekibi, laboratuvar koşullarında yapılan denemelerde jelin saatte metrekare başına 2,14 kilogram tatlı su ürettiğini raporladı. Dokuz saatlik test sürecinde 225,52 miligram bor toplandı. Ayrıca bor tutma kapasitesinin yedi kullanım döngüsü sonunda dahi yüzde 86’nın üzerinde kaldığı bildirildi. Buharlaşma performansının ise neredeyse hiç düşmemesi, teknolojinin uzun süreli kullanıma uygun olduğunu gösteriyor.
Hong Kong Saha Testleri Pratik Uygulanabilirliği Gösterdi
Sistemin gerçek çevre koşullarındaki başarısı, Hong Kong’da yapılan saha testleriyle doğrulandı. Mart ayının düşük güneşlenme değerlerine rağmen jel, metrekare başına üç saatte 5,20 kilogram tatlı su üretti ve 122,45 miligram bor topladı. En dikkat çekici bulgu, arıtılan suda hiç bor tespit edilmemesi oldu. Bu sonuç, yöntemin hem güvenli içme suyu üretimi hem de bor geri kazanımı açısından son derece işlevsel olduğunu ortaya koydu.
Borun Tarım ve Savunma Sektöründeki Rolü Vurgulandı
Bor, yalnızca savunma sanayinde değil, aynı zamanda bitki gelişimi ve tarımsal verimlilik için de kritik bir element. Kontrollü tarımsal deneylerde, bor takviyesi yapılan bitkilerde çimlenme oranlarının arttığı ve biyokütlenin belirgin şekilde yükseldiği gözlemlendi. Bu nedenle araştırmacılar, teknolojinin tarım sektörüne de katkı sağlayabileceğini ifade ediyor.
Endüstriyel Ölçeğe Geçiş İçin Yeni Araştırmalar Gerekli
Her ne kadar elde edilen sonuçlar umut verici olsa da teknoloji henüz erken aşamada. Maliyet analizi, üretim hacmi ve sanayi ölçeğinde uygulanabilirlik gibi başlıklarda daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyuluyor. Yine de geliştirilen jel, Çin’in bor bağımlılığını azaltma ve sürdürülebilir arıtma teknolojilerinde ilerleme sağlama hedefi açısından önemli bir adım olarak görülüyor.
Güneş enerjisi, ileri nanomalzemeler ve deniz suyunun birlikte kullanılmasıyla geliştirilen bu yeni sistem, stratejik hammaddelere erişimi kolaylaştırırken çevreci su arıtma çözümleri için de yeni bir kapı açıyor. Teknolojinin ticari ölçeğe taşınıp taşınamayacağı ise önümüzdeki yıllarda yapılacak çalışmalarla netleşecek.
