Σχεδόν ιδανικό φίλτρο νερού δημιουργήθηκε από "ακορντεόν" γραφενίου

Η μελέτη και η συνεχής εργασία σε ένα τόσο μοναδικό υλικό όπως το γραφένιο ανοίγει νέες δυνατότητες για την πρακτική του εφαρμογή σε διάφορους τομείς της επιστήμης και της βιομηχανίας.

Σε μια άλλη επιστημονική μελέτη, οι επιστήμονες πρότειναν μια νέα μέθοδο για την παραγωγή διπλωμένων δομών γραφενίου (ακορντεόν) με πόρους που φιλτράρουν τέλεια τις ακαθαρσίες.

Έτσι, οι δομές γραφενίου αρχίζουν λίγο-πολύ να χρησιμοποιούνται στην πράξη, συμπεριλαμβανομένων των φίλτρων νερού. Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιούνται οι λεγόμενες "στοίβες" των επιπέδων γραφενίου, με αποτέλεσμα να είναι στενή ένας χώρος με νανοπόρους μέσω του οποίου τα μόρια του νερού περνούν ήρεμα και όλα τα είδη ακαθαρσιών και ρύπανσης είναι εξαιρετικά καθυστερούν.

Ωστόσο, σε έναν τέτοιο σχεδιασμό, το νερό περνά κατά μήκος μιας μάλλον περιέλιξης, περιπλέκοντας έτσι ολόκληρη τη διαδικασία και αυξάνοντας σημαντικά το κόστος άντλησης νερού μέσω τέτοιων φίλτρων.

Νέα πειράματα με γραφένιο

Η ομάδα μηχανικών με επικεφαλής τον R. Ο Hurt (Brown University, USA) πρότεινε μια διαφορετική διάταξη φίλτρων γραφενίου με "κάθετα προσανατολισμένους" νανοπόρους. Και αποδείχθηκε αρκετά απλό να το κάνετε, απλά πρέπει να διπλώσετε τα φύλλα άνθρακα σαν ακορντεόν.

Κατά τη διάρκεια του πειράματος, οι επιστήμονες τοποθέτησαν στρώματα γραφενίου σε ένα προεντεταμένο ελαστικό υπόστρωμα και στη συνέχεια άρχισαν να απελευθερώνουν ομαλά την ένταση στο υπόστρωμα.

Κατά τη διαδικασία ανάληψης του προηγούμενου σχήματος, το υπόστρωμα ανάγκασε το γραφένιο να σπάσει και έτσι να σχηματίσει ένα τεράστιο τον αριθμό των πτυχών, ενώ με επαρκή πρωτογενή τάση, τέτοιες πτυχές λήφθηκαν πρακτικά κατακόρυφος.

Η δομή που σχηματίστηκε με αυτόν τον τρόπο καθορίστηκε από τους επιστήμονες ρίχνοντάς την με εποξική ρητίνη. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες έκοψαν προσεκτικά τις αιχμηρές γωνίες του ακορντεόν γραφενίου. Έτσι, ανοίχθηκαν κανάλια διαμέτρου νανοκλίμακας κάθετα στο επίπεδο του φύλλου.

Έτσι, ήταν δυνατόν να δημιουργηθεί μια μεμβράνη με μικρούς και μάλλον στενούς πόρους μέσω των οποίων μπορούν να περάσουν μόνο μικρά μόρια. Το νερό θα περάσει ελεύθερα από ένα τέτοιο φίλτρο, αλλά όλα τα είδη ακαθαρσιών θα διατηρηθούν και θα φιλτραριστούν.

Οι μηχανικοί ονόμασαν την προκύπτουσα δομή "κάθετα προσανατολισμένες μεμβράνες γραφενίου" VAGME. Στη συνέχεια, δημιουργήθηκε το ακόλουθο πείραμα: υδρατμοί, προαναμεμιγμένοι με μόρια εξανίου, πέρασαν μέσω του δημιουργημένου φίλτρου. Στην περίπτωση αυτή, τα μόρια αερίου διηθήθηκαν πολύ εύκολα μέσω φίλτρου γραφενίου.

Οι επιστήμονες θα συνεχίσουν να εργάζονται και να πειραματίζονται στο γραφένιο για να παρέχουν τελικά μια εμπορική έκδοση του προϊόντος. Οι επιστήμονες έχουν μοιραστεί τα αποτελέσματα της εργασίας που έχει ήδη γίνει στις σελίδες του περιοδικού Nature Communications.

Σας άρεσε το υλικό; Στη συνέχεια, σηκώστε το δάχτυλό σας και εγγραφείτε στο κανάλι. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!