Из графена создали рекордно прочную мембрану для опреснения воды

Инженеры из MIT создали мембрану на базе одноатомного слоя графена, выдерживающую давление в 100 воздухов. Такая мембрана может стать хорошим материалом для опреснения и фильтрования соленой воды. Изучение размещено в издании Nano Letters.

До сих пор существует острая дефицит пресной воды в засушливых местах с неразвитой инфраструктурой. Большая часть устройств для опреснения либо очистки воды основаны на принципе обратного осмоса. В них вода под давлением проходит через мембрану, а соль и другие примеси нет.

В большинстве случаев, такие мембраны выдерживают большое давление около 50–80 воздухов. При большем давлении они смогут повреждаться либо слипаться, что очень сильно снижает их эффективность. Увеличение рабочего давления разрешит опреснять воду более действенно и дешево, и фильтровать остаточный рассол, образующийся при опреснении классическими способами.

Микрофотография взятой мембраны. Luda Wang et al. / Nano Letters, 2017

Инженеры внесли предложение следующую конструкцию: лист графена наносится на подложку с громадным числом отверстий либо пор. Чем меньше диаметр этих пор, тем большее давление может выдержать графеновый лист. Подобная конструкция уже была смоделирована теоретически, но экспериментально ее до сих пор никто не создавал.

Способом химического осаждения из газовой фазы был выращены страницы графена толщиной в один атом с нанометровыми порами, созданными ионной бомбардировкой либо кислотным травлением. После этого графен с порами помещали на страницы пористого поликарбоната. Любой лист имел заданный диаметр пор от 30 нанометров до 3 микрометров. Полученные графено-поликарбонатные мембраны помещали в герметичную камеру, в верхней части которой они подавали аргон под заданным давлением.

В нижней части камеры датчик измерял давление, и по его резкому увеличению инженеры имели возможность осознать, что часть графена возможно «порвалась».

Изображение мембран по окончании опробований. На левом изображении возможно заметить, что большая часть уничтоженных областей мембраны находятся в местах складок графена. Luda Wang et al. / Nano Letters, 2017

Исследователи установили, что при порах от 200 нанометров и меньше графен выдерживает давление более чем 100 воздухов. Чем меньше диаметр пор, тем большинство мембран оставалась цела при таком давлении. Это разъясняется тем, что чем больше поверхность графенового страницы над иногда, тем больше молекул газа попадает и давит на него.

Изучение на сканирующем электронном микроскопе продемонстрировало, что в большинстве «порванных» мембран присутсвовали недостатки графена (складки), в то время как бездефектные мембраны показывали по большей части прекрасные результаты. Инженеры отмечают, что до тех пор пока они опоздали совершить опробования новых мембран, но в прошлых работах возможность опреснения воды посредством графена уже была продемонстрирована — пускай и не при таком большом давлении.

В прошедшем сезоне ученые из Китая создали устройство для опреснения морской воды на базе оксида графена, трудящееся от солнечной энергии.

Создатель: Григорий Копиев

Ядерное опреснение

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Софтобкс для предметной съемки

  При работе с небольшими подробностями рабочее место должно быть прекрасно освещено, создатель канала www.ElEnBlog.ru — блог об электронике для этих целей…

• Самодельный генератор для велосипеда (бесконтактный)

  В сети видятся по большей части контактные варианты велогенераторов, основанные на применении трущихся частей. Электричество, вырабатываемая такими…

• Необходимые товары для радиолюбителя из китая

  Привет всем! Канал «самоделки и Обзоры посылок от jakson» поведал о самых нужных, нужных и удачных товарах для радиолюбителей, каковые отыскал в Китае….