По данным ООН, 783 миллиона человек в мире не имеют доступа к чистой воде. В то время как запас пресной воды продолжает истощаться, исследователи работают над способами превращения соленой воды в питьевую. Команда ученых из Манчестерского университета, Великобритания, разработала сито на основе графена, которое может удалять соль из морской воды для чистой питьевой воды. Исследование было опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.
Графен представляет собой гексагональную сеть из одного слоя атомов углерода. Известно, что это самый легкий и прочный материал. Его сопротивление и свойства электрической проводимости сделали его одним из самых ценных материалов в различных областях применения. Исследовательская группа во главе с доктором Рахулом Наиром использовала химическое производное оксида графена при разработке сита для морской воды.
Графен трудно производить в больших количествах, но оксид графена отличается. Доктор Наир говорит: «Оксид графена можно получить простым окислением в лаборатории. В качестве чернил или раствора мы можем составить его на подложке или пористом материале. Тогда мы можем использовать его в качестве мембраны. «С точки зрения масштабируемости и стоимости материала оксид графена имеет потенциальное преимущество перед однослойным графеном».
Мембраны из оксида графена уже успешно используются для просеивания наночастиц, органических молекул и крупных солей из воды. Однако обычные соли в морской воде настолько малы, что требуют просеивания еще меньших отверстий. Было обнаружено, что мембраны из оксида графена набухают при погружении в воду. Это позволяет мельчайшим солям проходить вместе с водой.
Команда обнаружила, что слой эпоксидного изюма по обеим сторонам экрана может предотвратить расширение отверстий путем ограничения набухания. Это останавливает поток молекул соли через мембрану. Ученые могут даже отрегулировать количество соли, которое они хотят передать. Доктор Наир сказал: «Молекулы воды могут проходить индивидуально, а хлорид натрия – нет. Вам всегда нужна помощь молекул воды. Размер слоя воды вокруг соли больше, чем размер канала, поэтому он не может пройти ».
В современных процессах опреснения используются полимерные мембраны, и впервые продемонстрирована технология, которая может контролировать размер пор. Технология еще не была сравнена с методами опреснения последнего поколения, доступными на рынке. Необходимо также продемонстрировать долговечность мембран, поскольку соли и другие биологические материалы не влияют на производительность. Требуется гораздо больше работы, прежде чем мембраны можно будет производить недорого в промышленном масштабе.
