Tekstil, petrokimya ve ilaç endüstrilerinde oluşabilen bazı atıksular aynı anda yüksek miktarda tuz ve organik kirletici içerebilir. Bu tür bir suyu arıtırken bütün çözünmüş maddeleri birlikte tutmak her zaman istenen sonuç değildir. Özellikle boya gibi değerli veya çevre açısından sorunlu organik bileşikların tuzlardan ayrılması; suyun, tuzun ve organik bileşenlerin yeniden kullanılabilmesi açısından önemli olabilir.

Bu araştırmada bilim insanları, tetra-aldehit fonksiyonlu kaliksaren olarak tanımlanan TACA isimli üç boyutlu makrosiklik molekül ile m-fenilendiamini (MPD) birleştirerek yeni bir ince film kompozit membran geliştirdi. Geleneksel hızlı ara yüz polimerizasyonu yerine “unidirectional diffusion assisted interfacial polymerization” veya kısaca UDIP adı verilen yönlendirilmiş difüzyon destekli bir yöntem kullanıldı. Kevlar hidrojel desteği, iki monomer fazını doğrudan birbirine karıştırmadan MPD'nin kontrollü biçimde TACA'ya ulaşmasını sağladı.

Optimize edilen TACA_0.5MPD_0.5-3 membranı 63,8 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹ su geçirgenliği gösterdi. Aynı membranda Congo red için %99,6, Direct red 23 için %99,4, Methyl blue için %98,9 ve Direct yellow 12 için %99,0 ret ölçülürken NaCl reddi yalnız %1,1 oldu. Başka bir ifadeyle membran organik boya moleküllerini büyük ölçüde tutarken küçük tuz iyonlarının geçmesine izin verdi.

30 g/L NaCl içeren yüksek tuzluluk koşullarında bile Congo red reddi %98'in üzerinde kaldı. Simüle tekstil atıksuyuyla yapılan diafiltrasyon deneyinde boya kaybı düşük tutulurken tuz konsantrasyonu azaltıldı. Araştırmacılar ayrıca 48 saatlik sürekli filtrasyonda geçirgenlik ve ret değerlerinde belirgin değişiklik gözlemlemediklerini ve incelenen koşullarda TACA veya MPD sızıntısı tespit etmediklerini bildirdi.

Ancak çalışma gerçek bir tekstil fabrikasından alınmış karma atıksu üzerinde gerçekleştirilmedi. Ana ayırma deneyleri laboratuvarda hazırlanmış boya ve tuz çözeltileriyle yapıldı. Bu nedenle teknoloji umut verici görünse de uzun süreli gerçek atıksu performansı, membran üretiminin büyük ölçeğe taşınması, solvent yönetimi, membran ömrü ve gerçek tesis ekonomisi ayrıca doğrulanmalıdır.

Yüksek tuzluluklu organik atıksu neden zor arıtılıyor?

Tekstil boyama gibi proseslerde atıksuda yalnız organik boya bulunmaz. Yüksek konsantrasyonlarda NaCl, Na₂SO₄ veya başka inorganik iyonlar da bulunabilir. Böyle bir karışımı klasik yoğun nanofiltrasyon membranıyla işlemek, hem büyük boya moleküllerinin hem de küçük tuz iyonlarının tutulmasına neden olabilir.

İlk bakışta yüksek tuz reddi iyi bir sonuç gibi görülebilir. Ancak hedef boya ile tuzu birbirinden ayırmaksa bu durum dezavantaja dönüşebilir. Tuz membranın besleme tarafında biriktikçe ozmotik basınç yükselir; suyun membran üzerinden taşınması zorlaşır ve proses daha yüksek basınç veya daha fazla diafiltrasyon suyu gerektirebilir.

Bu çalışmadaki membranın amacı klasik anlamda “tuzdan arındırma” değildir. Tam tersine hedef, büyük organik molekülleri tutarken küçük tuz iyonlarının geçmesine izin vermektir. Bu ayrım çalışmanın anlaşılması açısından kritik önemdedir: düşük NaCl reddi burada performans kaybı değil, tasarlanan ayırma işlevinin bir parçasıdır.

Makrosikl nedir?

Makrosiklik moleküller, halka biçimli ve molekülün içinden geçen tanımlı boşluklara sahip yapılardır. Araştırmada kullanılan TACA, tetra-aldehit fonksiyonlu kaliks[4]aren yapısına dayanmaktadır.

TACA molekülü klasik düz monomerlerden farklı olarak üç boyutlu, konik ve rijit bir geometriye sahiptir. Kaynakta molekülün geniş üst açıklığının yaklaşık 10,94 Å, dar alt açıklığının ise yaklaşık 3,45 Å olduğu belirtilmektedir.

Kaliks biçimindeki yapının içinden geçen doğal boşluk, polimerizasyon sonrasında membran içinde birbirine bağlanan moleküler taşıma yollarının oluşmasına katkıda bulunabilir. TACA'nın alt kenarındaki hidroksil grupları ise su molekülleriyle hidrojen bağı kurabilecek hidrofilik bölgeler sağlar.

TACA neden MPD ile birleştirildi?

TACA üzerinde dört aldehit grubu bulunur. MPD ise iki amin grubuna sahip bir diamindir. Aldehit ve amin grupları Schiff bazı kondenzasyonu olarak bilinen reaksiyonla birleşerek imine bağları oluşturabilir.

Araştırmacılar TACA'nın aldehit gruplarının geleneksel ara yüz polimerizasyonunda kullanılan çok reaktif asil klorürlere göre daha kontrollü reaksiyon verdiğini savunmaktadır. Bu daha ılımlı reaktivite, çok sıkı ve çok düşük serbest hacimli bir tabaka yerine daha gevşek fakat sürekli ve seçici bir polimer ağı oluşturmayı amaçlamaktadır.

Sonuçta ortaya çıkan TACA–MPD ağı yalnız polimer zincirleri arasındaki rastgele boşluklardan oluşmaz. TACA molekülünün kendi iç boşlukları da membranın gözenek mimarisinin parçası hâline gelir.

UDIP yöntemi neden önemli?

Klasik ara yüz polimerizasyonunda iki monomer bir organik ve bir sulu fazın doğrudan temas ettiği sınırda çok hızlı reaksiyona girebilir. Reaksiyon çok hızlı olduğunda monomer taşınımını hassas biçimde kontrol etmek zorlaşır ve çok yoğun veya düzensiz seçici tabakalar oluşabilir.

Bu çalışmada araştırmacılar iki fazın arasına Kevlar hidrojel desteği yerleştirdi. TACA hidrofobik karakteri ve büyük moleküler boyutu nedeniyle ağırlıklı olarak organik faz tarafında kalırken MPD, sulu taraftan hidrojel üzerinden kontrollü biçimde ara yüze doğru difüze oldu.

Bu yönlendirilmiş difüzyon UDIP olarak adlandırıldı. Hidrojel aynı zamanda sulu monomer için rezervuar ve polimerizasyon için daha kararlı bir “ara yüz reaktörü” işlevi gördü.

Membran nasıl üretildi?

Kevlar hidrojel desteği hazırlanırken 1,2 g Kevlar lif, 1,2 g KOH, 1,2 mL su ve 60 mL DMSO oda sıcaklığında 24 saat karıştırıldı. Elde edilen çözelti hava kabarcıkları ve çökeltileri uzaklaştırmak için santrifüjlendi, dokusuz bir kumaş üzerine 250 µm kalınlığında kaplandı ve 26 °C'deki deiyonize su banyosunda faz inversiyonu ile hidrojel oluşturuldu.

TACA–MPD membranı için hidrojel iki bölmeli bir difüzyon hücresinin arasına yerleştirildi. Bir tarafa MPD içeren sulu faz, diğer tarafa TACA içeren diklorometan fazı konuldu.

Araştırmacılar TACA konsantrasyonunu 0,4–0,7 mM, MPD konsantrasyonunu 0,25–1,0 mM ve reaksiyon süresini 1–7 saat arasında değiştirerek farklı membranlar hazırladı.

Su geçirgenliği ile boya reddi arasındaki dengeye göre 0,5 mM TACA, 0,5 mM MPD ve 3 saatlik reaksiyon koşulu optimum olarak seçildi. Bu membran TACA_0.5MPD_0.5-3 olarak adlandırıldı.

Daha uzun polimerizasyon her zaman daha iyi mi?

Hayır. Çalışma membran tasarımındaki klasik geçirgenlik–seçicilik dengesini açık biçimde gösteriyor. Reaksiyon süresi uzadığında ve monomer konsantrasyonu arttığında seçici tabaka daha kalın ve daha fazla çapraz bağlı hâle geliyor.

Bunun sonucu olarak boya reddi artarken su geçirgenliği azalıyor. Aşırı yüksek TACA konsantrasyonlarında ise polimerizasyon çok kuvvetlenerek yüzeyde kırışıklık ve çatlak oluşumuna yol açabiliyor.

Dolayısıyla optimum membran, mümkün olan en yoğun tabaka değil; yeterli boya reddi sağlarken su ve tuz taşınımına düşük direnç gösteren kontrollü bir ağ yapısıdır.

Nanofilm ne kadar ince?

Serbest su–organik faz ara yüzünde oluşturulan TACA_0.5MPD_0.5-3 nanofilminin AFM ile ölçülen kalınlığı yaklaşık 12 nm'dir. Reaksiyon süresi değiştirilerek serbest filmin yaklaşık 8–22 nm arasında kontrol edilebildiği bildirilmiştir.

Kevlar hidrojel üzerinde UDIP ile oluşturulan ince film kompozit yapı ise yaklaşık 90 ± 5 nm seçici tabaka kalınlığı göstermiştir. Hidrojel ortamının TACA self-assembly davranışını ve MPD difüzyonunu değiştirmesi daha kalın fakat kontrollü bir tabaka oluşumuyla ilişkilendirilmiştir.

Membranın gözenekleri ne büyüklükte?

Polietilen glikol molekülleriyle yapılan karakterizasyonda TACA_0.5MPD_0.5-3 membranı için moleküler ağırlık kesme değeri yaklaşık 11.480 g/mol, ortalama gözenek çapı ise yaklaşık 3,4 nm olarak hesaplanmıştır.

Bu değerler membranın klasik çok yoğun nanofiltrasyon yapısından daha gevşek olduğunu göstermektedir. Büyük boya molekülleri ve bunların suda oluşturabildiği kümeler tutulurken küçük hidratlanmış tuz iyonları bu daha açık ağ üzerinden geçebilir.

Boya hangi mekanizmalarla tutuluyor?

Kaynak boya reddini tek bir mekanizmayla açıklamıyor. Üç etki birlikte öne çıkıyor:

• Boyut dışlama: Büyük boya molekülleri ve boya kümeleri membranın gözeneklerinden geçmekte zorlanıyor.
• Elektrostatik itme: TACA–MPD membranı geniş bir pH aralığında negatif yüzey yükü gösteriyor. Negatif yüklü boyalar elektronca zengin TACA boşluklarından ve membran yüzeyinden itiliyor.
• Boya agregasyonu: Aromatik boya molekülleri hidrofobik ve π–π etkileşimleriyle daha büyük kümeler oluşturabiliyor; bu durum membran içindeki difüzyonlarını daha da azaltıyor.

Bu mekanizmaların kombinasyonu, gözenekleri tuz iyonlarını geçirecek kadar açık olan bir membranın aynı zamanda boya moleküllerini yüksek oranda tutabilmesini açıklamaya yardımcı oluyor.

Su neden bu kadar hızlı taşınabiliyor?

TACA'nın moleküler mimarisi iki farklı su yolu oluşturabilecek şekilde yorumlanmaktadır. Birinci yol, molekülün dışındaki hidroksil ve imine gruplarıyla ilişkili hidrofilik bölgelerdir. İkinci yol ise TACA'nın hidrofobik iç boşluğudur.

İlk bakışta hidrofobik bir kanalın su için avantajlı olması çelişkili görünebilir. Moleküler modellemeye göre su hidrofobik duvarla yalnız zayıf etkileştiği için kanal içindeki sürtünme düşük olabilir. TACA'nın alt kenarındaki hidroksil grupları ise hidrojen bağıyla suyu boşluğun çıkışına doğru çekebilecek bölgeler oluşturur.

DFT hesaplamalarında bu iç boşluk boyunca su taşınımının enerjetik olarak mümkün olduğu gösterilmiş; su ile yapısal birim arasındaki hesaplanan etkileşim potansiyeli yaklaşık −0,024 ile −0,562 eV arasında değişmiştir.

Bununla birlikte yazarlar hidrofilik ve hidrofobik yolların toplam su taşınımına hangi oranlarda katkı yaptığını bu çalışmanın çözmediğini ve bunun gelecekte araştırılması gereken bir mekanizma olduğunu açıkça belirtmektedir.

Moleküler dinamik simülasyonları ne gösterdi?

Gerçekçi TACA–MPD ağ modelleri kullanılarak yapılan moleküler dinamik simülasyonlarında bağlantılı ve bağlantısız boşlukların dağılımı incelendi. Ağ yapısının küçük moleküller ve iyonların taşınımına uygun bağlantılı serbest hacimlere sahip olduğu görüldü.

Congo red ve Methyl blue molekülleri ile Na⁺, Cl⁻ ve SO₄²⁻ iyonlarının birlikte modellendiği simülasyonda boya molekülleri membran yüzeyinde tutulurken tuz iyonlarının 50 ns içerisinde membranın karşı tarafına geçebildiği gözlendi.

Bu hesaplamalar deneysel ret sonuçlarının moleküler düzeydeki fiziksel açıklamasını desteklemektedir; ancak simülasyon sonuçları gerçek endüstriyel atıksuyun bütün karmaşıklığını temsil etmez.

En önemli performans sonucu nedir?

TACA_0.5MPD_0.5-3 membranı için su geçirgenliği 63,8 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹ olarak raporlanmıştır.

100 ppm'lik tek kirletici çözeltilerindeki ret değerleri ise şöyledir:

Büyük fark çalışmanın asıl başarısını özetlemektedir. Membran çoğu büyük boya molekülünü yaklaşık %99 düzeyinde tutarken NaCl'nin neredeyse tamamının geçmesine izin vermektedir.

30 g/L tuz olduğunda ne oldu?

Membran Congo red ve NaCl karışımlarında 1–30 g/L arasında değişen NaCl konsantrasyonlarında test edildi.

Tuz konsantrasyonu arttıkça NaCl reddi %12,1'den %0,5'e kadar düştü. Buna karşılık Congo red reddi bütün aralıkta %98'in üzerinde kaldı ve değişim bir yüzde puanından daha az oldu.

Bu sonuç önemlidir çünkü yüksek iyonik güç membran yüzey yükünü perdeleyebilir ve boya moleküllerinin davranışını değiştirebilir. Buna rağmen büyük organik molekül ile küçük tuz iyonı arasındaki ayrım büyük ölçüde korundu.

Diafiltrasyon deneyi nasıl yapıldı?

Araştırmacılar gerçek fabrika atıksuyu yerine 200 ppm Congo red ve 30 g/L NaCl içeren 500 mL simüle tekstil atıksuyu hazırladı.

Membran 2 bar basınç altında çalıştırıldı. Besleme hacmi 250 mL'ye düştüğünde sisteme yeniden 250 mL deiyonize su eklendi. Bu seyreltme ve filtrasyon döngüsü beslemedeki NaCl konsantrasyonu 0,5 g/L'nin altına düşene kadar tekrarlandı.

Diafiltrasyon boyunca Congo red reddi yaklaşık %98 düzeyinde korundu. Böylece tuz permeat tarafına taşınırken boya besleme tarafında yoğunlaştırıldı.

Su ve enerji karşılaştırması ne gösterdi?

Kaynağa göre NaCl konsantrasyonunu 0,5 g/L'nin altına indirebilmek için TACA–MPD sisteminde toplam 1750 mL ilave su kullanıldı.

Çalışmanın Supplementary Table 4 karşılaştırmasında TACA–MPD diafiltrasyonu için enerji tüketimi 131 kWh/m³, ticari NF270 membranı için ise 228 kWh/m³ olarak verilmiştir.

Bu değerler genel bir endüstriyel enerji tüketimi karşılaştırması olarak yorumlanmamalıdır. Belirli laboratuvar diafiltrasyon senaryosuna ve çalışmanın kullandığı hesaplama çerçevesine aittir. Gerçek tesis pompaları, ön arıtma, temizleme, solvent üretimi, membran üretimi ve yardımcı ekipmanlar için tam yaşam döngüsü enerji analizi yapılmamıştır.

48 saatlik çalışma ne gösterdi?

Membranın sürekli filtrasyon kararlılığı 100 ppm Congo red ve 1 g/L NaCl içeren karma çözeltide, 2 bar altında 48 saat test edildi.

Bu süre içinde geçirgenlik ve ret değerlerinde kayda değer değişiklik bildirilmedi. Test sonrası SEM görüntülerinde sınırlı boya birikimi görülürken işlem öncesi ve sonrası FTIR spektrumlarının büyük ölçüde örtüştüğü bildirildi.

Bu bulgu laboratuvar koşullarında kısa–orta süreli yapısal kararlılığı desteklemektedir. Bununla birlikte 48 saatlik test aylar veya yıllar boyunca çalışan endüstriyel membran ömrünün yerine geçmez.

Membrandan TACA veya MPD sızdı mı?

Araştırmacılar olası monomer sızıntısını UV–Vis spektroskopisiyle hem uzun süreli statik bekletme hem de dinamik filtrasyon koşullarında değerlendirdi.

Testlerin algılama sınırları dahilinde TACA veya MPD sızıntısı tespit edilmediği raporlandı. Bu sonuç hazırlanan polimine ağının incelenen laboratuvar koşullarındaki kimyasal bütünlüğünü desteklemektedir.

Ancak “tespit edilmedi” ifadesi her konsantrasyonda mutlak sıfır sızıntı olduğu anlamına gelmez; kullanılan analitik yöntemin algılama sınırları ve test süresi içinde ölçülebilir sızıntı görülmediğini ifade eder.

Çalışmanın güçlü yönleri

• Yeni makrosiklik bir membran mimarisi deneysel olarak üretilmiştir.
• Üretim mekanizması SEM, TEM, AFM, FTIR, XPS ve diğer karakterizasyonlarla incelenmiştir.
• Monomer konsantrasyonu ve reaksiyon süresi sistematik biçimde değiştirilmiştir.
• Su geçirgenliği ile boya reddi arasındaki performans dengesi değerlendirilmiştir.
• Birden fazla boya ve iki farklı tuz test edilmiştir.
• 1–30 g/L NaCl aralığında yüksek tuzluluk etkisi incelenmiştir.
• Simüle yüksek tuzluluklu tekstil atıksuyunda diafiltrasyon uygulanmıştır.
• 48 saatlik sürekli çalışma ve monomer sızıntısı test edilmiştir.
• DFT ve moleküler dinamik simülasyonları deneysel sonuçları moleküler mekanizmayla ilişkilendirmek için kullanılmıştır.

Çalışmanın kanıtlamadığı noktalar

• Gerçek tekstil fabrikası atıksuyunda aynı performans gösterilmemiştir.
• Atıksudaki yüzey aktif maddeler, yağlar, ağır metaller, askıda katılar ve karma organik maddelerin uzun dönem etkisi doğrulanmamıştır.
• 48 saatlik deney çok aylı veya çok yıllı membran ömrünü göstermez.
• Pilot veya tam ölçekli membran modülü çalıştırılmamıştır.
• TACA üretiminin kilogram veya ton ölçeğindeki maliyeti değerlendirilmemiştir.
• Diklorometan ve diğer üretim kimyasallarının büyük ölçekli solvent geri kazanımı ve çevresel yükü analiz edilmemiştir.
• Tam tekno-ekonomik analiz veya yaşam döngüsü değerlendirmesi yapılmamıştır.
• Makrosiklik boşlukların toplam su taşınımına nicel katkısı henüz kesinleştirilmemiştir.
• Membran bütün yüksek tuzluluklu organik atıksu türlerinde doğrulanmamıştır.

Türkiye açısından ne ifade ediyor?

Türkiye'de tekstil boyama ve terbiye proseslerinde tuz içeren renkli atıksuların yönetimi önemli bir mühendislik problemidir. Bu çalışmadaki temel fikir, boya ve tuzu birlikte yoğunlaştırmak yerine birbirinden seçici biçimde ayırabilen bir membran kullanılmasıdır.

Böyle bir ayrım teorik olarak boya konsantresinin ayrı yönetilmesine, tuzun veya proses suyunun belirli koşullarda geri kazanımına ve sıfır sıvı deşarj sistemlerinin bazı aşamalarındaki yükün azaltılmasına katkı sağlayabilir.

Ancak Türkiye'deki gerçek tekstil atıksularında yüksek iletkenlik yanında sertlik iyonları, yardımcı kimyasallar, yüzey aktif maddeler, farklı boya karışımları, COD ve askıda katılar bulunabilir. Bu nedenle teknoloji yerel gerçek atıksu üzerinde pilot ölçekte doğrulanmadan doğrudan sanayi çözümü olarak değerlendirilemez.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Optimize membran

Membran performans testi

Filtrasyon deneyleri etkin alanı 7,1 cm² olan çapraz akışlı bir sistemde yapıldı. Membran önce 2 bar deiyonize su altında 30 dakika sıkıştırılarak kararlı hâle getirildi. Tek bileşenli performans deneyleri daha sonra 1 bar altında gerçekleştirildi.

Su geçirgenliği aşağıdaki denklemle hesaplandı:

\[ P=\frac{V}{A\times\Delta t\times\Delta P} \]

Burada \(V\) permeat hacmi, \(A\) etkin membran alanı, \(\Delta t\) çalışma süresi ve \(\Delta P\) transmembran basınç farkıdır.

Bir bileşenin membran tarafından reddedilmesi ise:

\[ R=1-\frac{C_P}{C_F} \]

bağıntısıyla hesaplandı. \(C_P\) permeattaki, \(C_F\) ise beslemedeki konsantrasyonu ifade eder.

Yüksek tuzluluk deneyi

Diafiltrasyon koşulları

Enerji karşılaştırması

Bu karşılaştırma yalnız çalışmanın tanımladığı diafiltrasyon senaryosuna aittir; tesis ölçeğinde tam enerji veya ekonomik yaşam döngüsü analizi değildir.

Kararlılık testi

100 ppm Congo red ve 1 g/L NaCl içeren karışım 2 bar basınç altında 48 saat boyunca filtrelendi. Kaynak bu süre içinde geçirgenlik ve ret performansında ihmal edilebilir değişiklikler bildirmektedir.

SEM analizi membran yüzeyinde sınırlı boya birikimine, FTIR analizi ise işlem öncesi ve sonrası kimyasal yapının büyük ölçüde korunmasına işaret etmiştir.

Moleküler modellemenin ana sonucu

DFT ve MD hesaplamaları TACA'nın iç boşluklarının su taşınımına katkı sağlayabileceğini, bağlantılı serbest hacimlerin su ve tuz iyonları için düşük dirençli yollar oluşturduğunu desteklemektedir.

50 ns'lik moleküler dinamik simülasyonlarında Congo red ve Methyl blue membran tarafından büyük ölçüde engellenirken Na⁺, Cl⁻ ve SO₄²⁻ iyonları membran ağı üzerinden karşı bölmeye taşınmıştır.

Deneysel ve hesaplamalı sonuçların birlikte verdiği temel mekanizma şudur: makrosiklik boşluklardan ve çapraz bağlı ağdaki serbest hacimlerden su ile küçük iyonlar geçebilirken büyük boya molekülleri boyut, agregasyon ve elektrostatik etkiler nedeniyle tutulur.

Kaynak ve Yöntem Notu

Tam özgün çalışma adı: Macrocycle-assembled membranes for high-salinity organic wastewater treatment

Yazarlar: Yizhuo Li; Yanghua Duan; Jingsi Yuan; Lei Ge; Xiang Zhang; Jingwei Hou; Yatao Zhang; Bart Van der Bruggen; Junyong Zhu; Menachem Elimelech.

Eş katkılı yazarlar: Yizhuo Li ve Yanghua Duan.

Sorumlu yazarlar: Yatao Zhang, Junyong Zhu ve Menachem Elimelech.

Kurumlar: Zhengzhou University, Çin; Rice University, ABD; The University of Queensland, Avustralya; KU Leuven, Belçika.

Dergi: Nature Communications.

Yayınevi: Springer Nature.

Cilt / makale numarası: 17, Article 1731.

DOI: 10.1038/s41467-026-68430-3.

Resmî bağlantı:https://doi.org/10.1038/s41467-026-68430-3

Alınma tarihi: 27 Haziran 2025.

Kabul tarihi: 7 Ocak 2026.

Resmî yayın tarihi: 17 Ocak 2026.

Version of Record tarihi: 17 Şubat 2026.

Kaynak ve hakemlik durumu: Yüklenen PDF Nature Communications tarafından yayımlanmış “Article in Press” ve redaksiyon öncesi erken erişim sürümüdür. Bibliyografik doğrulama sırasında aynı DOI'nin nihai Version of Record sürümünün yayımlandığı doğrulanmıştır. Çalışma hakem değerlendirmesinden geçmiştir ve resmî yayın sayfasında hakem değerlendirme dosyası bulunmaktadır.

Lisans: Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0).

Finansman: Yüklenen kaynakta çalışma, National Natural Science Foundation of China Major Research Plan kapsamında 92475120 numaralı destek ve Henan Scientific Committee Outstanding Youth Fund kapsamında 252300421182 numaralı destekle ilişkilendirilmiştir.

Veri erişilebilirliği: Yazarlar çalışmanın bulgularını destekleyen verilerin makale ve ek bilgi dosyalarında bulunduğunu veya sorumlu yazarlardan talep edilebileceğini belirtmiştir.

Çıkar çatışması: Yazarlar rekabet eden çıkar bulunmadığını beyan etmiştir.

Yazar katkıları: Junyong Zhu çalışma fikrini geliştirmiş ve deneyleri tasarlamıştır. Yizhuo Li ve Jingsi Yuan malzeme sentezi, karakterizasyon ve performans testlerini yürütmüştür. Yizhuo Li, Yanghua Duan, Lei Ge, Xiang Zhang, Yatao Zhang ve Jingwei Hou veri analizine katkı sağlamıştır. Yizhuo Li, Yanghua Duan, Bart Van der Bruggen, Junyong Zhu ve Menachem Elimelech makale yazımına katkıda bulunmuştur.

Bilimsel içerik kapsamı: Bu Verianla makalesindeki deneysel sonuçlar, sayısal performans değerleri, yöntem ayrıntıları ve mekanistik yorumlar yüklenen 32 sayfalık kaynak sürümüne dayanmaktadır. Dış doğrulama bilimsel sonuçları değiştirmek için değil, makalenin güncel bibliyografik yayın durumunu doğrulamak amacıyla kullanılmıştır.

Temel yöntemsel sınır: Boya/tuz ayırma ve diafiltrasyon deneyleri laboratuvar ölçeğinde hazırlanmış çözeltiler ve simüle tekstil atıksuyu üzerinde gerçekleştirilmiştir. Gerçek endüstriyel atıksu, uzun dönem pilot membran modülü, üretim ölçek büyütmesi ve tam tekno-ekonomik/yaşam döngüsü analizi sunulmamıştır.

Kararlılık sınırı: Kaynakta “long-term” olarak tanımlanan sürekli filtrasyon testi 48 saattir. Bu sonuç laboratuvar ölçeğinde kararlılığı destekler ancak ticari membran ömrünü kanıtlamaz.

Mekanizma sınırı: Çalışma hidrofilik yüzey yolları ile TACA'nın hidrofobik iç boşlukları üzerinden iki su taşıma yolunu destekleyen DFT/MD sonuçları sunmaktadır. Ancak yazarlar bu yolların toplam su taşınımına ayrı ayrı nicel katkılarının bu çalışmanın kapsamı dışında olduğunu açıkça belirtmektedir.