Iš grafeno „akordeonų“ sukurtas beveik idealus vandens filtras

Studijos ir nuolatinis darbas su tokia unikalia medžiaga kaip grafenas atveria naujas galimybes ją praktiškai pritaikyti įvairiose mokslo ir pramonės srityse.

Kito mokslinio tyrimo metu mokslininkai pasiūlė naują sulankstytų grafeno struktūrų (akordeonų) su poromis, puikiai išfiltruojančias priemaišas, gamybos būdą.

Taigi grafeno struktūros po truputį pradedamos naudoti praktikoje, įskaitant vandens filtrus. Šiems tikslams naudojami vadinamieji grafeno plokštumų „šūsniai“, dėl ko siauras erdvė su nanoporomis, per kurias vandens molekulės praeina ramiai, o visų rūšių priemaišos ir tarša yra puikios vėluoja.

Tačiau tokiu dizainu vanduo eina gana vingiuotu keliu, tuo apsunkindamas visą procesą ir žymiai padidindamas vandens perpumpavimo per tokius filtrus išlaidas.

Nauji eksperimentai su grafenu

R vadovaujama inžinierių komanda Hurtas (Browno universitetas, JAV) pasiūlė kitokį grafeno filtrų išdėstymą su „vertikaliai orientuotomis“ nanoporomis. Ir tai padaryti buvo gana paprasta, tereikia sulankstyti anglies lakštus kaip akordeoną.

Eksperimento metu mokslininkai uždėjo grafeno sluoksnius ant iš anksto ištempto elastingo pagrindo ir tada pradėjo sklandžiai išlaisvinti įtampą ant pagrindo.

Įgydamas ankstesnę formą, substratas privertė grafeną byrėti ir taip suformuoti didžiulį raukšlių skaičiaus, nors esant pakankamam pirminiam įtempimui, tokios klostės buvo gautos praktiškai vertikaliai.

Tokiu būdu suformuotą struktūrą mokslininkai užfiksavo pildami epoksidine derva. Tada mokslininkai atsargiai nupjovė aštrius grafeno akordeono kampus. Taigi, buvo atidaryti nanometrinės skersmens kanalai, statmeni lapo plokštumai.

Taigi buvo įmanoma sukurti membraną su trumpomis ir gana siauromis poromis, per kurias galėtų praeiti tik mažos molekulės. Vanduo laisvai praeis pro tokį filtrą, tačiau visų rūšių priemaišos bus sulaikytos ir išfiltruotos.

Inžinieriai gautą struktūrą pavadino „vertikaliai nukreiptomis grafeno membranomis“ VAGME. Tada buvo atliktas toks eksperimentas: vandens garai, iš anksto sumaišyti su heksano molekulėmis, buvo praleisti per sukurtą filtrą. Šiuo atveju dujų molekulės buvo labai lengvai filtruojamos per grafeno filtrą.

Mokslininkai toliau dirbs ir eksperimentuos su grafenu, kad galiausiai pateiktų komercinę produkto versiją. Mokslininkai jau atlikto darbo rezultatais pasidalijo žurnalo „Nature Communications“ puslapiuose.

Ar jums patiko medžiaga? Tada uždėkite pirštą ir užsiprenumeruokite kanalą. Ačiū už dėmesį!