Wiemy, że istnieją w przyrodzie materiały dla wody nierozpuszczalne np. szkło oraz materiały dla wody łatwo przepuszczalne np. tekstylia.
Są również takie materiały, które przepuszczają wodę selektywnie tj. przepuszczają cząsteczki wody (i ewentualnie inne małe cząsteczki w niej rozpuszczone), natomiast zatrzymują wszystkie większe cząsteczki w wodzie tej zawarte. Innymi słowy materiały, które przepuszczają tylko cząsteczki rozpuszczalnika-wody. Ruch taki odbywa się z roztworu o mniejszym stężeniu do roztworu o większym stężeniu. Materiały takie noszą nazwę błon półprzepuszczalnych, a sam proces samoczynnego przenikania wody przez te błony nazywa się osmozą.
Zjawisko osmozy zachodzi we wszystkich organizmach żywych. Odbywa się ono na granicy każdej żywej komórki człowieka która otoczona jest taką półprzepuszczalną błoną osmotyczną.
W technice filtracji wody zależy nam jednak na czymś innym. Chcemy z roztworu wody o pewnym stężeniu (brudna woda) "wydobyć" część samego roztworu (woda czysta), co w konsekwencji uczyni ten roztwór jeszcze bardziej stężony. Ruch rozpuszczalnika dokładnie w odwrotną stronę niż to ma miejsce w osmozie naturalnej. Stąd też pochodzi nazwa tej nowej techniki filtracji - "osmoza odwrócona".
Taki odwrócony ruch cząstek rozpuszczalnika można spowodować przez wywołanie odpowiedniego ciśnienia po odpowiedniej stronie błony półprzepuszczalnej, która w technice nazywana jest membraną. Ciśnienie to musi być po prostu wyższe od naturalnego ciśnienia osmotycznego w roztworze wody.
Doświadczenia z membranami osmotycznymi przeprowadzono już w XIX w. w wielu laboratoriach i ośrodkach naukowych świata. Już w okresie międzywojennym rozpoczęto dializowanie nerek za pomocą wody uzyskanej metodą osmozy odwróconej. Jednakże milowym krokiem w tej dziedzinie było wynalezienie w 1952 r. nowych materiałów do produkcji tych membran - mianowicie poliamidów. Zastąpiły one wtedy mniej wytrzymałe i mniej sprawne błony celulozowe. Wtedy też profesor Sourirajan z Uniwersytetu Kalifornijskiego pokazał, jak skutecznie i dokładnie można wodę morską wyczyścić na membranach nowej generacji.
Rząd USA szybko zareagował na uzyskane wyniki. Naukowcom przydzielono ogromne środki pieniężne na dalsze badania i zaczęto produkować pierwsze wysokowydajne filtry osmotyczne do oczyszczania wody pitnej. Początkowo znalazły one zastosowanie w przemyśle zbrojeniowym, komputerowym, w lotach kosmicznych. Wcześniej okręty podwodne, wyruszające na wielomiesięczne rejsy, zmuszone były zabierać ze sobą niemałe zapasy czystej wody do picia. Taki system zmieniły teraz filtry osmotyczne, które wodę pitną produkują z wody morskiej.
Ale osmoza odwrócona znajduje również zastosowanie w milionach mieszkań i domów w różnych częściach świata. Takie domowe filtry osmotyczne zaczęto produkować w USA w 1965 r.
W większości bogatych państw świata już wiele lat temu przestano używać do picia wody kranowej. Ludność tych krajów ma do wyboru: kupować wodę pitną w sklepach lub czyścić wodę domową filtrami osmotycznymi.
Porowatość membran osmotycznych może być dowolnie regulowana. Dzięki temu w membranach stosowanych w urządzeniach do wody pitnej dobiera się takie pory, które bardzo łatwo przepuszczają pierwiastki mineralne. Wykorzystuje się tu to, że jony wapnia, magnezu, sodu, potasu itp. są bardzo małe i swoją wielkością są zbliżone do cząstki wody, która bez trudu przedostaje się przez pory membrany. Jednocześnie skutecznie zatrzymywane są jony metali ciężkich, detergenty, pestycydy i wszystkie inne związki współczesnej chemii organicznej, wśród których coraz częściej notujemy związki toksyczne i jakże często kancero-, a nawet mutagenne.
Zapraszamy do współpracy.
Funkcje wody w organizmie człowieka: