همه در مورد اسمز معکوس اشتباه می کردند – تا کنون

اصطکاک مقاومت است. در این مورد، به شما می گوید که عبور چیزی از غشاء چقدر سخت است. اگر غشایی را مهندسی کنید که مقاومت کمتری در برابر آب داشته باشد و بیشتر مقاومت در برابر نمک یا هر چیز دیگری که می خواهید حذف کنید، یک محصول تمیزتر با کار بالقوه کمتر دریافت می کنید.

اما این مدل در سال 1965 کنار گذاشته شد، زم، که گروه دیگری مدل ساده تر را معرفی ،د مدل. این یکی فرض کرد که پلیمر پ،تیکی غشاء متراکم است و منافذی ندارد که آب از آن عبور کند. همچنین این اصطکاک نقشی نداشت. در عوض، فرض بر این بود که مولکول‌های آب در محلول آب شور در پ،تیک حل می‌شوند و از طرف دیگر پخش می‌شوند. به همین دلیل، این مدل «راه‌حل- انتشار» نامیده می‌شود.

انتشار جریان یک ماده شیمیایی از جایی است که بیشتر به جایی که غلظت کمتری دارد. به این فکر کنید که یک قطره رنگ در یک لیوان آب پخش می شود یا بوی سیر از آشپزخانه می پیچد. به سمت تعادل حرکت می کند تا زم، که غلظت آن در همه جا ی،ان باشد و به اختلاف فشار متکی نیست، مانند مکشی که آب را از طریق نی می کشد.

مدل گیر کرد، اما الیملک همیشه به اشتباه بودن آن مشکوک بود. از نظر او، پذیرش اینکه آب از طریق غشاء پخش می‌شود، متضمن چیز عجیبی بود: اینکه آب هنگام عبور به مولکول‌های منفرد پراکنده می‌شود. “چطور می تواند باشد؟” الیملک می پرسد. ش،تن خوشه های مولکول های آب نیازمند الف تن انرژی تقریباً باید آب را تبخیر کنید تا وارد غشاء شود.

با این حال، هوک می‌گوید: «20 سال پیش، اظهار نادرست بودن آن بی‌اهمیت بود.» هوک حتی جرأت نداشت از کلمه “منافذ” استفاده کند، زیرا در مورد غشاهای اسمز مع، صحبت می کرد، زیرا مدل غالب آنها را تایید نمی کرد. او با عصب،ت می‌گوید: «سال‌های زیادی است، من آنها را «،اصر حجمی آزاد به هم پیوسته» می‌نامم.»

در طول 20 سال گذشته، تصاویر گرفته شده با استفاده از میکروسکوپ های پیشرفته، شک هوک و الیملک را تقویت کرده است. محققین کشف شده پلیمرهای پ،تیکی مورد استفاده در غشاهای نمک زدایی چندان متراکم و بدون منافذ نیستند. آنها در واقع حاوی تونل های به هم پیوسته هستند – اگرچه کاملاً کوچک هستند و به قطر حدود 5 آنگستروم یا نیم نانومتر می رسند. با این حال، یک مولکول آب حدود 1.5 آنگستروم طول دارد، بنابراین فضای کافی برای خوشه‌های کوچکی از مولکول‌های آب است تا از میان این حفره‌ها بفشارند، به‌جای اینکه مجبور باشند یکی یکی بروند.

حدود دو سال پیش، الیملک احساس کرد زمان من،ی برای حذف مدل انتشار محلول است. او با یک تیم کار کرد: لی وانگ، یک فوق دکتر در آزمایشگاه Elime،، جریان مایع را از طریق غشاهای کوچک بررسی کرد تا اندازه‌گیری‌های واقعی را انجام دهد. جین لونگ هی، در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون، مدل کامپیوتری را شبیه‌سازی کرد که در مقیاس مولکولی چه اتفاقی می‌افتد، زم، که فشار آب نمک را از طریق غشاء فشار می‌دهد.

پیش‌بینی‌های مبتنی بر مدل انتشار محلول می‌گویند که فشار آب باید در هر دو طرف غشا ی،ان باشد. اما در این آزمایش، تیم دریافتند که فشار در ورودی و ،وجی غشا متفاوت است. این نشان می دهد که فشار به جای انتشار ساده، جریان آب را از طریق غشاء هدایت می کند.