Grafenul „mototolit” ingenios ar putea fi cel mai promițător filtru de apă de până acum

Grafen continuă să ne uimească prin forța și versatilitatea sa – noi aplicații interesante sunt descoperite în mod constant pentru el, iar acum oamenii de știință au găsit o modalitate de a manipula materialul minunat, astfel încât să poată filtra mai bine impuritățile din apă.

Materialul bidimensional format din atomi de carbon a fost deja studiat ca mijloc de curățare a apei, dar noua metodă poate oferi cea mai promițătoare abordare până în prezent. Totul se datorează exploatării a ceea ce se numește goluri van der Waals: spațiile mici care apar între nanomaterialele 2D atunci când sunt suprapuse.

Aceste nanocanale pot fi utilizate în mai multe moduri, pe care oamenii de știință le explorează în prezent, dar subțierea grafenului pune o problemă pentru filtrare: lichidul trebuie să-și petreacă o mare parte din timp călătorind de-a lungul planului orizontal, mai degrabă decât vertical. .

Pentru a rezolva această problemă, echipa din spatele noului studiu a folosit un substrat elastic pentru a măcina stratul de grafen într-o serie microscopică de vârfuri și văi. Acest lucru înseamnă că lichidul poate coborî vertical pe partea de sus a unui vârf, mai degrabă decât să traverseze câmpiile deschise orizontal (totul la nanoscală, desigur).

(Universitatea Brown)

„Când începeți să mototoliți grafenul, înclinați foile și canalele din plan”, spune cercetătorul în materie de materiale Muchun Liu de la Massachusetts Institute of Technology (MIT).

„Dacă îl îndoaie mult, canalele ajung să se alinieze aproape vertical”.

Pentru a termina efectul, grafenul și substratul sunt fixate într-o substanță epoxidică, înainte ca vârfurile vârfurilor și fundurile văilor să fie tăiate. Oferă lichidului o cale mai rapidă prin grafen, permițând totuși filtrarea.

READ  Studiu: planeta Venus era locuibilă, până când un misterios dezastru a schimbat drastic atmosfera

Liu și colegii săi au dat noilor materiale numele VAGME (membrane de grafen aliniate vertical) și, în plus, au putut găsi utilizări mult dincolo de a face apă potabilă.

“Ajungem cu o membrană cu aceste canale scurte, foarte înguste, prin care pot trece doar molecule foarte mici”, spune inginerul chimic Robert Hurt, de la Universitatea Brown.

“Deci, de exemplu, apa poate trece, dar contaminanții organici sau unii ioni metalici ar fi prea mari pentru a trece. Așadar, îi puteți filtra”.

Următorul pas va fi punerea în practică și dezvoltarea unui sistem practic de filtrare, dar teoria este solidă. Materialul a trecut unul dintre primele sale teste, permițând trecerea vaporilor de apă, prinzându-i pe cei mai mari hexan molecule.

În cele din urmă, aceste VAGME ar putea găsi utilizări în sistemele de filtrare industriale sau domestice, spun oamenii de știință – una dintre multele modalități promițătoare de utilizare a grafenului în diferite domenii științifice.

În ceea ce privește nanocanalele care funcționează între materiale 2D ultra subțiri, cum ar fi grafenul, există și un mare potențial acolo, spun specialiștii. Cu cât oamenii de știință se uită mai atent la aceste nanomateriale, cu atât descoperă mai mult.

„În ultimul deceniu, a apărut un câmp întreg pentru a studia aceste spații care se formează între nanomateriale 2D”, A spus Hurt.

„Puteți crește lucruri acolo, puteți stoca lucruri acolo și există această zonă emergentă a nanofluidicelor în care utilizați aceste canale pentru a filtra unele molecule, lăsându-le pe altele să treacă”.

Cercetarea a fost publicată în Comunicări despre natură.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *