Новое применение графена: высокоэффективные фильтры для воды
Учёные из Массачусетского технологического университета создали разработку, разрешающую делать в страницах графена отверстия определённого диаметра. Оказавшееся «решето» в зависимости от размеров отверстий может фильтровать частицы различного размера — от ионов до больших органических молекул.
Мембраны фильтров из классических материалов приходится делать достаточно толстыми, дабы они были достаточно прочными (для установок обратного осмоса, опресняющих морскую воду, рабочее давление может быть около 70 воздухов).
Графен в десятки раз прочнее пластика, из которого делают простые мембраны, соответственно мембрана возможно намного уже и пропускать воду значительно стремительнее.
Отверстия в странице графена делают в два этапа.
Сперва графен бомбардируют ионами галлия с энергией, достаточной, дабы нарушить его структуру в местах попадания. После этого мембрану погружают в окислитель, что разрушает графен в первую очередь в местах недостатков — в странице появляются отверстия приблизительно однообразного размера. Чем продолжительнее протравливают графен, тем больше диаметр отверстий.
Рис. 1.
На один квадратный сантиметр графена приходится около пяти триллионов таких микроскопических пор.
При диаметре порядка одного нанометра расстояние между порами образовывает четыре нанометра. Опыты по созданию пор в графене посредством бомбардировки разными частицами проводились и раньше, но до сих пор не было метода совершенно верно осуществлять контроль и варьировать в широких пределах их размер.
До тех пор пока что рано сказать о применении графеновых фильтров в промышленном масштабе, поскольку не существует разработке массового недорогого производства громадных страниц графена, но новые мембраны уже на данный момент смогут применяеться в химических и биологических лабораториях, в установках мелкого масштаба. Компьютерное моделирование показывает, что
проницаемость графеновых фильтров возможно в 50 раза больше, чем у классических.
