Opracowano przełomowy grafenowy filtr do oczyszczania wody
Grafen nie przestaje zadziwiać swoją wszechstronnością. Cały czas są odkrywane jego nowe, ekscytujące zastosowania. Teraz naukowcy znaleźli sposób na manipulowanie tym materiałem w taki sposób, aby lepiej filtrował zanieczyszczenia z wody.
Dwuwymiarowy materiał zbudowany z atomów węgla był już wcześniej testowany do oczyszczania wody, ale nowa metoda może zaoferować najbardziej obiecujące podejście do tej pory. Wszystko sprowadza się do wykorzystania tzw. szczelin van der Waalsa - maleńkich przestrzeni, które pojawiają się pomiędzy dwuwymiarowymi nanomateriałami, gdy są one ułożone jeden na drugim.
Mogą być one wykorzystywane na wiele sposobów, które naukowcy obecnie badają, ale problemem jest sama grubość grafenu. Ciecz musi spędzić większość czasu podróżując wzdłuż płaszczyzny poziomej, a nie pionowej.
Aby rozwiązać ten problem, zespół stojący za nowymi badaniami wykorzystał elastyczne podłoże i pofałdował warstwę grafenu w mikroskopijną serię szczytów i dolin. Ciecz przechodzi przez "szczyty" w pionie, zamiast przemierzać otwarte "równiny" w poziomie (wszystko oczywiście w nanoskali).
- Kiedy fałdujemy grafen, odchylamy szczyty i kanały od płaszczyzny. Jeżeli materiał pofałdujemy za bardzo, praktycznie go wyrównamy - powiedział Muchun Liu z Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Grafen i podłoże są utrwalane w substancji epoksydowej, zanim wierzchołki szczytów i dna dolin zostaną przycięte. Dzięki temu ciecz ma krótszą drogę przez grafen, a jednocześnie nadal może być filtrowana. Liu i jego zespół nadał nowym materiałom nazwę VAGMEs (vertically aligned graphene membranes - pionowo wyrównane membrany grafenowe), a w przyszłości mogą one znaleźć zastosowania daleko wykraczające poza zapewnienie bezpieczeństwa wody do picia.
- To, co otrzymujemy, to membrana z krótkimi i bardzo wąskimi kanałami, przez które mogą przechodzić tylko bardzo małe cząsteczki. Tak więc, woda może przejść, ale zanieczyszczenia organiczne lub niektóre jony metali są za duże, więc można je odfiltrować - powiedział Robert Hurt, chemik z Uniwersytetu Browna.
Jeśli chodzi o nanokanały, które funkcjonują pomiędzy supercienkimi materiałami 2D (jak grafen), to zdaniem ekspertów również tutaj tkwi duży potencjał. Im dłużej naukowcy przyglądają się tym nanomateriałom, tym więcej odkrywają.
