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透過3D列印是否可以解決水資源短缺問題呢?

在英國巴斯大學(University of Bath)的一向研究中認為,積層製造(3D列印)有望成為解決世界各地乾旱問題的潛在解決方案。該研究探討了3D列印的濾膜(membranes)如何用於此目的,由其是逆滲透方面。

逆滲透是用於使水脫鹽,以及從液體中分離鹽分使其可飲用的方法,由於全世界對於水資源的需求不斷增加,逆滲透處理技術也便的越來越重要。逆滲透處理為一種能源密集型技術,主要由沙烏地阿拉伯和美國使用。將3D列印用於水處理的研究還有墨西哥的索諾拉理工學院以及根特大學(University of Gent)正在開發Dewpal技術等。然而,迄今為止,逆滲透技術並未利用3D列印來製造濾膜。

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(逆滲透水處理過程圖)

近年來已有非常多的技術在解決全球的乾旱問題,例如加州大學的研究利用了9600萬顆驚特殊處理過的塑膠“遮陽球(Shade Ball)”倒入水庫中來保護水資源,但逆滲透被認為可能是目前最有效解決乾旱問題的方法,因為該技術可以將地球上容易獲得的海水,轉化為可飲用的液體。這項研究對農業產業也會有重大影響,因為世界上約有70%的水資源用於農業。

和我們稍早介紹的Rocket Crafters 3D列印火箭燃料出於類似的原因,研究人員也認為,3D列印可以製造出逆滲透濾膜所需的複雜圖案,雖然並非現在海水淡化廠慣用的技術,但可以為濾膜的設計帶來更多控制,也可發展出現今傳統常規方法(如燒結技術)無法產出的形狀、類型和射技的新型濾膜製備技術。

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(巴斯大學(University of Bath)研究團隊)

在水處理的過程中,濾膜是選擇性阻擋層,本質上是半透性的。 這些片狀結構用作阻止鹽和其它礦物質通過。目前脫鹽步驟非常耗能且昂貴,但由於水資源短缺的問題日益嚴重,研究人員也努力的在進行各種改良技術。現型的濾膜因為製造工藝的限制,受限為管狀/中空纖維和平面構造,也因此在分離某些物質上的精確度也受到了限制。

然而,目前該研究仍無法達成在成功過濾某些物質的條件之下,仍能維持3D列印的低成本。研究仍在持續進行中以求進一步解決此問題。

 

參考資料:

https://3dprintingindustry.com/news/3d-printed-membranes-solve-water-shortage-103102/