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Facile desalinizzazione
Per gentile concessione dei Ricercatori
Quando l'acqua utilizzata in molti sistemi industriali evapora, sali e altri minerali disciolti possono essere lasciati sulle superfici dei componenti, dove alla fine degradano le apparecchiature, bloccano i tubi e riducono l'efficienza di importanti processi di scambio termico. Ora i ricercatori del MIT hanno scoperto un fenomeno che potrebbe aiutare a risolvere questo problema trasformando potenzialmente i contaminanti in prodotti utili e, come bonus, sembra davvero interessante.
Samantha McBride, PhD '20, Henri-Louis Girard, PhD '20, e Kripa Varanasi, professore di ingegneria meccanica, mostrato che se alle superfici viene data una texture su scala nanometrica che respinge l'acqua e quindi viene applicato il calore, i sali disciolti cristallizzano in un modo distintivo: formano un guscio sferico parziale che si erge su una serie di gambe sottili, creando forme microscopiche che i ricercatori chiamano critters di cristallo. Alla fine le gambe crescono così a lungo che non sono in grado di sostenere il peso della creatura e la massa di sale si stacca e cade o viene spazzata via.
Variando la quantità di calore lungo la superficie, è possibile far rotolare le formazioni cristalline in una direzione specifica. Maggiore è la temperatura, più velocemente crescono e si sollevano, riducendo al minimo la quantità di tempo in cui i cristalli bloccano la superficie.
Prevenire il fouling degli scambiatori di calore è un potenziale beneficio particolarmente importante: secondo Varanasi, questo problema costa agli Stati Uniti e alle altre nazioni industrializzate un quarto di percento del PIL. Dice anche che il processo potrebbe consentire di utilizzare acqua salata non trattata per alcuni sistemi di raffreddamento industriali che altrimenti consumano miliardi di galloni di preziosa acqua dolce. In alcune situazioni i sali recuperati e altri minerali potrebbero anche essere prodotti vendibili.
I metodi per realizzare le texture per produrre una superficie idrorepellente sono già ben sviluppati, afferma Varanasi, quindi l'implementazione di questo processo su scala industriale dovrebbe essere relativamente veloce.