غشاهای نانوفیلتراسیون برای جداسازی مولکولی و مدل سازی های پیشرفته در فرآیندهای شیمیایی

غشاهای نانوفیلتراسیون به عنوان یک فناوری انقلابی در جداسازی مولکولی، با قابلیت تفکیک انتخابی یون ها و مولکول ها بر اساس اندازه (۰٫۱–۲ نانومتر)، بار سطحی و آب گریزی، در صنایع شیمیایی، تصفیه آب، انرژی و پزشکی کاربردهای گسترده ای یافته اند. این پژوهش جامع، به بررسی طراحی چندمقیاسی غشاها (از سطح اتمی تا صنعتی)، سنتز مواد نانوساختار (پلیمرهای هیبریدی، چارچوب های فلزی-آلی (MOFs) و ادغام مدل سازی محاسباتی (دینامیک مولکولی، شبکه عصبی عمیق) با آزمایش های تجربی می پردازد. نتایج نشان می دهند که غشاهای مبتنی بر پلی اترسولفون تقویت شده با نانوذرات گرافن اکسید، بازدهی جداسازی یون لیتیوم از آب های شور را تا ۹۸٪ افزایش داده و مصرف انرژی را در مقایسه با روش های تبخیری تا ۷۰٪ کاهش می دهند. همچنین، مدل سازی شبکه های عصبی کانولوشنی (CNN) پیش بینی رفتار غشاها تحت شرایط عملیاتی پیچیده (دماهای بالا، غلظت های متغیر) را با خطای کمتر از ۵٪ ممکن ساخته است. چالش های کلیدی شامل مقیاس پذیری صنعتی، انباشت بیوفیلم و پایداری مکانیکی بلندمدت به همراه راهکارهای نوین (مانند پوشش های ضدخوردگی نانوسلولزی) مورد تحلیل قرار گرفته اند.

کلیدواژه ها:

نانوفیلتراسیون چندلایه ، شبیه سازی چندمقیاسی ، جداسازی گزینشی ، پلیمرهای هیبریدی ، پایداری محیطی