© kei907
Wśród unikatowych właściwości grafenu są m.in. wyjątkowa rozciągliwość i przewodność elektryczna, dzięki którym znalazł szerokie zastosowanie w elektronice. Dodatkowo grafen ma wyjątkowe właściwości filtracyjne - jest nieprzepuszczalny dla wszystkich substancji z wyjątkiem wody. Cechy filtracyjne grafenu stały się podstawą dla stworzenia membran z tlenku grafenu służących do odsalania wody. Nowe odkrycie naukowców z Uniwersytetu w Manchesterze zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Nanotechnology.
Odfiltruje nanocząstki i organiczne molekuły
Tlenek grafenu, podobnie jak grafen, wykazuje zdolności do filtracji nanocząstek, organicznych molekuł oraz większych soli. Jeszcze do niedawna nie mógł być jednak wykorzystywany w przypadku soli, które są powszechnie odseparowywane w innych technologiach odsalania. We wcześniejszych badaniach sita pokryte tlenkiem grafenu, które były zanurzone w wodzie, zmieniały swoją wielkość i w efekcie blokowały tylko większe jony, zaś przepuszczały mniejsze. Naukowcy z Manchesteru znaleźli sposób na uniknięcie odkształceń sita poprzez kontrolę wielkości porów w sicie. W tym celu umieścili w sitach ścianki z żywicy epoksydowej (substancji stosowanej m.in. w klejach), co powstrzymało rozszerzanie oczek w membranie.
Tlenek grafenu wykazuje nie tylko właściwości filtrujące, lecz jest także wysoce wytrzymały. Dzięki temu woda może szybko przepływać przez membrany, co znacznie przyspieszy proces odsalania i uczyni go bardziej efektywnym.
Tanio i efektywnie dzięki tlenkowi grafenu
Do tej pory techniki odsalania wykorzystywały membrany na bazach polimeru, jednak proces ten był mało efektywny i bardzo kosztowny. Natomiast produkcja technologii opartych na grafenie polegała wcześniej na produkcji poszczególnych warstw grafenu przy wykorzystaniu chemicznego osadzania z fazy gazowej. Przez to masowa produkcja było niemożliwa ze względu na zbyt wysokie koszty. Tymczasem tlenek grafenu może być pozyskiwany przez proste utlenianie grafenu w warunkach laboratoryjnych.
Zdaniem naukowców istnieją realne możliwości produkcji grafenowych membran na masową skalę. Jest także nadzieja na dystrybucję mniejszych systemów sitowych, co uczyni technologię bardziej dostępną dla państw, które nie mają instrumentów finansowych by zbudować większe zakłady zajmujące się odsalaniem.
Natalia Rytelewska-ChilczukDziennikarz, specjalista ds. ochrony środowiska
