Pompa Air Nanometer yang Diinduksi oleh Gerak Brown dan Non-Brown dari Lembaran Grafena pada Permukaan Membran
Abstrak
Pompa air hemat energi dan membran semipermeabel yang efisien adalah inti dari teknologi reverse osmosis. Menerapkan nanoteknologi untuk meningkatkan kinerja adalah mode dalam beberapa tahun terakhir. Berdasarkan efek kompetitif infiltrasi spontan air dari dua sisi tabung nano karbon, kami merancang pompa air yang memanfaatkan permeabilitas alami dengan melemahkan daya saing satu sisi berdasarkan lembaran grafit kecil yang diletakkan di atas membran. Menurut simulasi dinamis molekuler, fluks bersih terus diamati. Mode gerak lembaran adalah kunci untuk pertunjukan. Untuk gerakan Brown murni tanpa beban dinamis, kami menemukan dua molekul air per fluks nanodetik, sedangkan fluks yang disebabkan oleh gerakan searah dapat ditingkatkan beberapa kali, tergantung pada gaya eksternal. Gerakan Brown mirip dengan mekanisme fisik tekanan osmotik, dan gerakan searah menunjukkan kinerja hebat yang memiliki aplikasi besar untuk reverse osmosis. Pekerjaan kami secara kreatif mengusulkan strategi baru untuk memompa molekul air melintasi saluran nano, menginspirasi desainer perangkat nanofluida.
Latar Belakang
Desalinasi air laut adalah arah utama untuk mengatasi kekurangan air global karena secara teori dapat menawarkan air bersih tanpa akhir. Namun, teknologi saat ini tidak sempurna. Ada dua metode yang berbeda untuk desalinasi air laut. Yang pertama adalah distilasi, memperoleh air murni dengan memanaskan air laut dan kemudian mendinginkan uapnya. Perubahan fase dapat sepenuhnya menghilangkan kotoran tetapi dengan energi yang intensif dan mahal. Yang lainnya adalah reverse osmosis (RO), mendorong air laut melalui membran semipermeabel yang permeabel terhadap air tetapi impermeabel terhadap ion. Manfaat dari peningkatan membran semipermeabel dan pompa air bertekanan, RO sudah matang dan banyak digunakan [1]. Namun, RO masih intensif energi [2,3,4]. Ini karena sistem RO perlu menjaga penurunan tekanan tinggi untuk membuat tekanan permeabel dan mendorong air laut melalui membran semipermeabel. Banyak ilmuwan percaya bahwa “agar desalinasi memenuhi tantangan air abad ke-21, diperlukan perubahan langkah dalam teknologi membran RO” [5]. Mereka mengusulkan bahwa karbon nanotube (CNTs) adalah saluran air yang ideal dengan keunggulan seperti selektivitas, efisiensi tinggi, dan biaya energi yang rendah [6] dan memiliki potensi besar untuk aplikasi sebagai saluran nanofluida [7,8,9,10]. Namun, hanya meningkatkan properti membran RO yang membantu untuk efektivitas RO tetapi tidak berguna untuk menghemat energi karena desalinasi RO saat ini telah mendekati batasan termodinamika [4]. Metode mengemudi yang lebih efisien diperlukan sebagai alternatif pompa bertekanan tinggi [11].
Untuk saluran CNT yang menghubungkan dua reservoir air, molekul air selalu dapat masuk ke saluran secara spontan karena gerakan Brown. Namun, efek infiltrasi dari dua sisi saluran CNT saling mengimbangi karena tidak ada aliran air bersih. Karena fluks bersih dianggap sebagai hasil kompetisi gerak Brown dari dua sisi saluran CNT, meningkatkan atau melemahkan daya saing satu sisi harus menjadi metode yang efektif untuk memompa air. Dalam karya sebelumnya, penurunan tekanan [12, 13], perbedaan suhu [14, 15], dan medan listrik [16] adalah strategi umum untuk meningkatkan daya saing di satu sisi untuk menciptakan fluks air bersih. Meskipun demikian, melemahkan daya saing tampaknya menjadi pilihan yang lebih baik karena kita memanfaatkan permeabilitas alami.
Sebenarnya, mengendalikan transportasi nanofluida relevan untuk aplikasi luas, mulai dari penyimpanan energi untuk biosensor [17,18,19,20,21,22,23], yang masih menjadi tantangan. Di sini, kami merancang pompa air baru dengan lembaran grafit kecil di satu sisi membran dengan tujuan memecah keseimbangan gerak Brown dari dua reservoir, menyerupai sistem pemutusan simetris. Lembaran memiliki dua mode gerakan:gerakan termal dan gerakan searah, masing-masing sesuai dengan gerakan Brown dan non-Brown. Dengan perhitungan simulasi, melemahnya daya saing sisi atas dicapai dan fluks air dari bawah ke atas diinduksi. Selain itu, untuk gerakan Brown, jumlah fluks air hampir dua per nanodetik yang mendekati aquaporin [24, 25], menunjukkan kemungkinan aplikasi dalam membran biologis. Lembaran kecil menggerakkan air dari sisi bawah ke atas melalui CNT, yang dapat dianalogikan dengan mekanisme fisik tekanan osmotik. Selanjutnya, dalam gerakan searah, jumlah fluks dapat ditingkatkan secara signifikan beberapa kali, tergantung pada kecepatan gerakan lembaran atau gaya eksternal. Ketika teknologi memasuki operasi skala molekuler, seperti manipulasi nanopartikel permukaan dengan pinset optik [26] dan mikroskop kekuatan atom [27], pekerjaan kami menampilkan kemungkinan penyetelan simetri perembesan air, yang membuka metode baru untuk pompa air.
Model dan Metode Simulasi
Cuplikan sistem simulasi ditunjukkan pada Gambar. 1. Kami menggunakan (6, 6) CNT (panjang 2,56 nm dan diameter 0,81 nm) dan dua lembar grafit paralel (5.1 × 5.1 nm
2
) untuk membuat membran permeabel. Dalam saluran yang begitu sempit, molekul air menunjukkan susunan file tunggal [6]. Lembaran grafit kecil yang terdiri dari 272 atom karbon ditempatkan pada membran secara dekat. Interaksi karbon-karbon yang kuat menyebabkan adsorpsi lembaran kecil pada membran. Faktanya, selama proses simulasi kami, jarak rata-rata lembaran dan membran adalah sekitar 0,34 nm. Dalam gerakan Brown, kami mengatur suhu lembaran grafit kecil mulai dari 100 hingga 500 K. Ini akan berosilasi pada membran dekat pintu masuk CNT, bertabrakan dengan molekul air di dekatnya. Tiga ribu tiga ratus dua puluh delapan molekul air mengisi saluran dan dua reservoir. Suhu air ditetapkan sebagai 300 K. Untuk mode gerakan searah, kami menerapkan percepatan tambahan pada setiap atom karbon dari lembaran kecil untuk mencapai gaya tambahan, di mana 0,1 nm/ps
2
sesuai dengan 2 pN. Kekuatan tambahan ada di sepanjang x arah. Fluks air disebabkan oleh asimetri sistem. Karena kondisi batas periodik di ketiga dimensi, lembaran akan terus melewati sekitar pintu masuk CNT, dan menginduksi aliran dan fluks air yang stabil.
Cuplikan sistem simulasi. CNT dengan panjang 2,56 nm dan diameter 0,81 nm, menghubungkan dua reservoir air, dipisahkan oleh dua lembar grafit (sage green, 5.1 × 5.1 nm
2
). Lembaran grafit kecil (biru) diletakkan di atas yang besar dengan rapat. Sistem ini tertanam dalam kotak air periodik dengan 3328 molekul air, mewakili pompa air nanometer
Selama simulasi kami, sistem berada dalam volume dan suhu konstan dengan kotak periodik, dan molekul air adalah model TIP3P klasik [28]. Atom karbon adalah partikel Lennard-Jones (LJ) tidak bermuatan dengan parameter σcc = 0,34 nm, εcc = 0,3612 kJ/mol; σbersama = 0,3275 nm, εbersama = 0.4802 kJ/mol [6]. Metode PME digunakan untuk menangani interaksi elektrostatik jarak jauh [29]. Simulasi berjalan 125 ns pada perangkat lunak Gromacs 4.6.5 [30] dengan langkah waktu 2 fs (data dikumpulkan setiap 1 ps), dan 120 ns terakhir dikumpulkan. Dua simulasi independen dilakukan untuk mengurangi kesalahan.
Hasil dan Diskusi
Gerakan Brown dari Lembaran Grafit
Pada awalnya, kami mempelajari mode gerak Brown dari lembaran pada suhu yang berbeda. Untuk mengukur kemampuan menginduksi fluks air melalui CNT, mengikuti pekerjaan sebelumnya [31, 32], kami mendefinisikan fluks naik dan turun sebagai jumlah molekul air yang mengalir melalui tabung sepanjang + z dan z arah, masing-masing. Aliran =upflux + downflux, flux =upflux downflux, dan efisiensi transportasi searah η dapat dihitung dengan η =fluks/aliran. Aliran air dan fluks sebagai fungsi dari suhu lembaran ditunjukkan pada Gambar 2. Dalam hipotesis awal kami, lembaran panas memanaskan air di sekitar dan kemudian menciptakan perbedaan suhu di sepanjang CNT untuk menggerakkan air melalui saluran. Namun, fluks air dalam simulasi turun ke atas, yang bertentangan dengan apa yang kami harapkan. Selain itu, fluks air tidak sensitif terhadap suhu lembaran. Selain itu, fluktuasi suhu lembaran kecil berada dalam cakupan 10 K selama proses simulasi kami. Sebenarnya, karena kontrol suhu simulasi NVT, pertukaran panas antara lembaran dan larutan di sekitarnya lemah dan dapat diabaikan. Seperti yang ditunjukkan Gambar 2, kita selalu dapat memperoleh fluks bersih kontinu pada sekitar dua molekul air per nanodetik tidak peduli berapa suhu lembarannya, yang mendekati nilai eksperimental 1,8 dalam saluran aquaporin [24, 25], menunjukkan aplikasi potensial dalam sistem biologis. Sementara itu, aliran air total hampir tidak tergantung pada suhu lembaran dan harus serupa dengan wadah tanpa lembaran.
Fluks dan aliran air sebagai fungsi dari suhu lembaran. Bilah kesalahan ditampilkan untuk dua titik data
Transpor air bias oleh gerakan Brown dari lembaran nano menyerupai proses osmotik. Dari perspektif dinamika molekul, fluks air bersih seharusnya disebabkan oleh kompetisi gerak Brown molekul air di dekat dua pintu masuk saluran CNT. Lembaran kecil mempengaruhi kecepatan molekul air dengan seringnya tumbukan dan kemudian mengubah daya saing. Menariknya, sprei ditempatkan di sisi atas tetapi menginduksi fluks air dari bawah ke atas, menunjukkan efek sprei yang melemahkan daya saing. Namun, gerakan Brown dari lembaran tidak teratur dan fluks bersih tidak sensitif terhadap suhu dengan fluktuasi yang besar. Oleh karena itu, kita akan membahas lebih lanjut mode gerak searah dari lembaran di bagian selanjutnya, dan fenomena yang lebih menarik akan ditemukan.
Kemudian, kami mengumpulkan waktu translokasi dan hunian air seperti yang terlihat pada Gambar 3. Di sini, waktu translokasi adalah waktu transit rata-rata molekul air melalui saluran CNT. Mirip dengan aliran air, waktu translokasi berfluktuasi dengan suhu lembaran. Sebenarnya, waktu translokasi harus sesuai dengan aliran air, karena semakin cepat molekul air melewati saluran, semakin besar aliran air. Meskipun demikian, anti-hubungan semacam itu ditutupi oleh fluktuasi termodinamika di sini. Secara teori, okupansi ditentukan oleh struktur saluran CNT. Karena rantai air arsip tunggal dipertahankan, selalu ada hampir sepuluh molekul air di dalam saluran CNT dengan sedikit fluktuasi. Oleh karena itu, fluktuasi termodinamika tidak dapat dihindari tetapi tidak luar biasa.
Waktu translokasi air τ dan hunian <N> sebagai fungsi dari suhu lembaran
Karena sifat dinamika termal molekul air di dalam CNT sempit adalah masalah penting lainnya yang kami perhatikan, distribusi densitas dan jumlah ikatan hidrogen (ikatan-H) dihitung sebagai fungsi z posisi yang ditunjukkan pada Gambar. 4. Di sini, dua molekul air membentuk ikatan-H ketika jarak oksigennya kurang dari 0,35 nm dan sudut antara ikatan O–H dan O–O kurang dari 30°. Bagian 2–4 nm dari z posisi sesuai dengan saluran CNT, di mana kepadatan dan perilaku nomor ikatan-H berbeda dari area curah. Kepadatan di CNT hampir empat kali lipat lebih banyak, menyiratkan potensi penyimpanan massal. Pola kepadatan seperti gelombang dengan sepuluh puncak sejalan dengan hunian pada Gambar. 3, karena struktur CNT yang unik. Perubahan nomor ikatan-H juga menampilkan proses molekul air masuk ke dalam CNT untuk membentuk rantai berkas tunggal dengan ikatan-H tereduksi.
Distribusi densitas dan nomor ikatan hidrogen di sepanjang z sumbu dan warna garis yang berbeda untuk suhu lembar yang berbeda. Di sini, ρ0 adalah 1,0 g/cm
3
densitas air curah
Molekul air di dalam CNT dengan orientasi unik telah terungkap lebih awal [16]. Di sini, kami menghitung distribusi probabilitas dari orientasi dipol air seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Untuk mengurangi kesalahan, kami membuat rata-rata data dari dua simulasi independen. <θ> adalah sudut rata-rata antara dipol air dan z sumbu, dan ada hampir dua keadaan (20 °–40 ° dan 140 °–160 °) untuk orientasi air. Polanya hampir simetris terhadap <θ> = 90°, menunjukkan orientasi dipol yang unik. Secara keseluruhan, pengangkutan air tidak sensitif terhadap suhu lembaran. Ini karena gerakan Brown lembaran selalu pada membran graphene karena interaksi hidrofobik membran-lembaran yang kuat, dan dampak lembaran sangat terbatas. Berikut ini, kita akan membahas lebih lanjut mode gerakan searah lembaran, di mana transportasi air dapat terpengaruh secara lebih signifikan.
Distribusi probabilitas orientasi dipol rata-rata molekul air di dalam CNT dan suhu lembaran yang berbeda ditandai dengan warna garis
Gerakan Searah Lembar Grafit
Karena gerakan lembaran harus penting untuk kinerja, kami menyelidiki lebih lanjut mode gerakan non-Brownian yang khas, yaitu, gerakan searah. Lembaran didorong oleh kekuatan tambahan dan bergerak pada membran graphene dengan kecepatan stabil. Menariknya, aliran air, fluks, dan efisiensi transportasi searah η meningkat dengan cepat dengan peningkatan kekuatan seperti yang terlihat pada Gambar. 6a. Kemudian, untuk menggambarkan dinamika lembaran, kami memperkenalkan persamaan Langevin satu dimensi:
di mana, m adalah massa lembaran, F adalah kekuatan pendorong, R (t ) adalah gaya yang disebabkan oleh tumbukan acak molekul air, dan ξ adalah koefisien gesekan. Tabrakan acak itu rumit, dan di sini, kita hanya menghitung R (t ) sebagai tumbukan saling mengimbangi dan <R (t )> = 0. Dalam keadaan tunak, lembaran mempertahankan kecepatan yang seragam, dan gaya gesekan sama dengan gaya penggerak. Jadi,
$$ F=m\xi \frac{\mathrm{dx}}{\mathrm{dt}}=m\xi v $$
a Fluks air, aliran, dan efisiensi searah η dan b kecepatan lembaran Vx dan koefisien gesekan ξ sebagai fungsi dari kekuatan pendorong F
Kami menampilkan kecepatan (dari lintasan MD) dan koefisien gesekan ξ sebagai fungsi dari kekuatan pendorong pada Gambar. 6b. Kecepatan meningkat hampir secara linier dengan gaya penggerak, sesuai dengan perilaku fluks dan aliran, sedangkan koefisien gesekan menurun secara keseluruhan. Dengan demikian, aliran air dan fluks harus berhubungan langsung dengan kecepatan lembaran. Dalam pandangan dinamika molekul, sebagai efek kompetitif ada, lembaran menyeret molekul air di sekitarnya dan melemahkan daya saing sisi atas. Semakin cepat lembaran bergerak, semakin lemah daya saingnya. Karena gaya melebihi 1,6 pN, fluks cenderung lembut, mendekati 16 per nanodetik yang hampir 8 kali lipat dari mode Brown. Jelas, gerakan searah ini lebih efisien daripada gerakan Brown acak. Oleh karena itu, lembaran yang dikontrol secara artifisial adalah strategi alternatif lain untuk reverse osmosis, di mana lembaran dapat dimanipulasi oleh beberapa teknologi eksperimental canggih seperti pinset optik [26] dan mikroskop kekuatan atom [27].
Hebatnya, peningkatan kecepatan lembaran dan kekuatan pendorong menyebabkan melemahnya persaingan sisi atas lebih dari mode Brownian. Dalam upaya untuk lebih menjelaskan bagaimana perjalanan air dipengaruhi, kami menampilkan waktu translokasi rata-rata dan hunian sebagai fungsi dari gaya penggerak pada Gambar. 7. Keduanya menunjukkan hubungan yang hampir linier dengan gaya penggerak, berbeda dari hasil Gbr. 3. Peluruhan waktu translokasi sesuai dengan peningkatan perilaku aliran air pada Gbr. 6a, yang seharusnya disebabkan oleh tarikan lembaran. Dari sudut pandang lain, ketika lembaran menyeret molekul air di sekitarnya, daya saing termal sisi atas harus dikurangi, memfasilitasi perembesan air dari bawah ke atas melalui saluran CNT.
Waktu translokasi τ dan hunian <N> sebagai fungsi dari kekuatan pendorong
Kami selanjutnya menyajikan profil kerapatan air, ikatan-H, dan distribusi dipol air pada Gambar 8. Seperti dapat dilihat pada Gambar 8a, profil kerapatan dan ikatan-H hanya sedikit dipengaruhi oleh gerakan lembaran. Misalnya, di bawah gaya besar 1,8 pN, puncak kerapatan seperti gelombang menjadi berkurang dan distribusi ikatan-H menjadi sedikit asimetris. Perubahan serupa dapat ditemukan untuk orientasi dipol air pada Gambar. 8b. Di bawah kondisi kesetimbangan, misalnya, untuk gerakan Brown di atas, dua peristiwa orientasi terjadi dengan probabilitas yang sama, mengarah ke ketinggian puncak yang sama, seperti yang terlihat pada Gambar 5. Namun, seperti yang telah kita diskusikan, gerakan searah lembaran harus memiliki pengaruh lebih besar pada rantai air daripada gerakan Brown. Ini karena lembaran yang mengalir akan menyeret air di sekitarnya untuk bergerak karena interaksi Lennard-Jones lembaran-air dan dengan demikian mempengaruhi gerakan atau orientasi air di dekat pintu masuk CNT. Oleh karena itu, orientasi dipol pada Gambar 8b menjadi asimetris. Meskipun dinamika dan termodinamika air terbatas dapat terganggu lebih dalam untuk gerakan searah, karena pelestarian rantai air file tunggal, gangguan seperti itu masih sangat terbatas terutama untuk termodinamika dan fitur kunci dari densitas, ikatan-H , dan dipol dekat dengan kasus gerak Brown. Akibatnya, mode gerakan lembaran yang berbeda dapat memiliki dampak yang lebih tinggi pada dinamika air daripada termodinamika.
a Profil kerapatan air aksial dan nomor ikatan hidrogen sebagai fungsi dari z posisi sepanjang CNT untuk kekuatan yang berbeda. b Distribusi probabilitas orientasi dipol rata-rata molekul air di dalam CNT untuk gaya yang berbeda
Diskusi Tambahan
Diyakini bahwa jarak awal antara lembaran graphene dan pintu masuk CNT seharusnya memiliki efek sepele pada aliran air dan fluks melalui CNT. Kami sebenarnya secara acak menempatkan lembaran pada membran graphene atas, di mana lembaran tersebut langsung teradsorpsi pada permukaan tanpa air di antaranya, seperti yang terlihat pada Gambar 1 di atas. Dengan cara ini, lembaran akan selalu bergerak di permukaan karena interaksi hidrofobik lembaran-membran yang kuat, menyediakan sistem nanofluida asimetris. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 9, kami menghitung jarak rata-rata membran lembaran dan CNT lembaran untuk kedua gerakan Brown dan searah. Sangat mengejutkan bahwa jarak rata-rata membran-lembaran ditetapkan pada 0,34 nm untuk kedua kasus, sangat sesuai dengan diameter potensial karbon-karbon Lennard-Jones. Dengan demikian, lembaran akan selalu teradsorpsi pada permukaan membran. Untuk gerak Brown pada Gambar 9a, jarak lembaran-CNT juga merupakan konstanta yang tidak bergantung pada suhu lembaran. Ini jelas karena interaksi hidrofobik lembaran-CNT yang mengarah ke lembaran yang melingkari CNT. Kami juga harus mencatat bahwa dalam penyiapan simulasi kami, pintu masuk CNT melebihi lokasi membran graphene 0,2 nm, dan ini dapat mencegah pintu masuk terhalang oleh lembaran. Diyakini bahwa jika lembaran tersebut awalnya tidak dimasukkan ke dalam membran, lembaran tersebut dapat bergerak di reservoir secara acak dan memiliki kemungkinan untuk memblokir pintu masuk CNT. Selanjutnya, untuk gerakan searah pada Gambar. 9b, jarak sheet-CNT menunjukkan peningkatan perilaku dengan peningkatan gaya, sesuai dengan perilaku aliran dan fluks. Di bawah kekuatan kecil, lembaran dapat benar-benar terperangkap di dekat CNT untuk sementara waktu, sedangkan kekuatan yang lebih besar dapat mempercepat lewatnya lembaran, yang mengarah ke jarak yang lebih jauh. Selain itu, jarak awal lembaran-CNT seharusnya tidak memiliki efek yang cukup besar pada aliran air dan fluks, sedangkan lembaran-membran bisa memiliki. Namun, jika lembaran awalnya berada dalam air curah dan bukan pada membran, sistem akan menjadi simetris yang berbeda dari tujuan awal kita, dan fenomena transpor bias akan hilang.
Jarak rata-rata sheet-membran dan sheet-CNT untuk kondisi simulasi yang berbeda:a Gerak Brown dan b gerakan searah
Untuk gerak Brown, suhu rata-rata air dan lembaran selama proses simulasi ditunjukkan pada Gambar 10 sebagai fungsi dari suhu lembaran target. Kita dapat melihat bahwa suhu rata-rata lembaran dapat dikontrol secara ketat pada nilai targetnya, dan dengan cara yang sama, nilai rata-rata air juga dipertahankan pada T = 300 K. Sebenarnya, kami menggunakan metode Nose-Hoover untuk mengontrol suhu lembaran dan air. Umumnya, dalam ansambel NVT (atau NPT) simulasi MD, pertukaran panas antara molekul yang berbeda tidak dapat terjadi karena termostat. Namun, tumbukan antarmolekul antara lembaran dan air di sekitarnya harus keluar, bahkan jika akhirnya disetel oleh termostat. Tabrakan dari lembaran bergerak dapat mempengaruhi kecepatan instan atau arah molekul air di sekitarnya dan dengan demikian pada akhirnya mengubah kemungkinan air masuk ke CNT. Meskipun demikian, masih sangat sulit untuk menangkap pengaruh instan seperti lembaran pada air, karena hal itu akan terjadi dalam waktu yang sangat singkat, mungkin kurang dari waktu pengumpulan data 1 ps. Dengan demikian, kami dapat berhipotesis bahwa getaran lembaran dapat mempengaruhi fluktuasi termal air di sekitarnya dan melemahkan daya saing reservoir atas, yang mengarah ke fenomena transportasi bias.
Suhu rata-rata lembaran dan air sebagai fungsi dari suhu lembaran target
Kesimpulan
Singkatnya, kami mengusulkan strategi baru untuk pompa air dengan simulasi dinamis molekul dan mencapai fluks air bersih yang cukup besar berdasarkan permeabilitas air spontan. Molekul air masuk ke saluran CNT secara inisiatif karena gerakan Brown, sementara dua sisi CNT bersaing satu sama lain dan mengimbangi. Dalam penelitian kami, lembaran kecil yang bergerak pada membran melemahkan daya saing satu sisi dan menginduksi fluks bersih yang berkelanjutan. Selama simulasi, kami menemukan mode gerakan lembaran adalah kunci untuk kinerja. Gerakan Brown murni menginduksi fluks air bersih kecil yang stabil sekitar 2 ns
−1
yang tidak bergantung pada suhu lembaran, sedangkan gerakan searah dapat menghasilkan fluks yang jauh lebih tinggi, tergantung pada gaya penggerak pada lembaran. Selanjutnya, dengan peningkatan kekuatan pendorong, waktu translokasi air berkurang secara linier, sesuai dengan aliran air atau perilaku fluks. Selain itu, gerakan searah memiliki dampak yang lebih tinggi pada dinamika air dan termodinamika. Akibatnya, kami secara kreatif mempresentasikan pemanfaatan permeabilitas air alam, yang dicapai dengan lembaran grafit kecil yang diletakkan di atas membran, yang akan membantu teknologi RO.
