研究人员开发石墨烯膜水过滤器

石墨烯表面上的NO2分子。曼彻斯特大学

曼彻斯特大学的科学家开发了石墨烯膜水过滤器，可提供精确和快速筛分的盐和有机分子。

石墨烯已被证明是一种奇迹材料，拥有各种独特的特色。在石墨烯的最不认识的奇迹中是它与水的奇怪爱情。

石墨烯是疏水性的 - 它排斥水 - 但从石墨烯制成的狭窄毛细血管剧烈吸入水，允许其快速渗透，如果水层仅为一个原子厚 - 即石墨烯本身薄。

这种奇怪的财产吸引了激烈的学术和工业利益，意图开发新的水过滤和海水淡化技术。

现在可以通过堆积石墨烯层 - 石墨烯的衍生物彼此顶部的衍生物容易且便宜地易于廉价的石墨烯毛细管。由此产生的多层堆叠（层压板）具有类似于Nacre（珍珠母）的结构，这使得它们也是机械强的。

两年前，曼彻斯特大学研究人员发现，除水外，由这种层压板制成的薄膜是不可渗透的，除了水。这意味着即使氦气，最硬的气体堵塞，不能通过膜，而水蒸气没有阻力。

现在，由Rahul Nair和Andre Geim教授领导的同一团团队测试了石墨烯膜的良好作为液态水过滤器。结果出现在最新的科学问题中。

研究人员报告说，如果浸入水中，层压板变得略微肿胀，但仍然允许超速流动不是两个单层的水。

尺寸小于九埃的小盐可以沿着但是较大的离子或分子被封闭。十埃相当于十亿米。

石墨烯过滤器具有惊人的准确网格，允许它们区分仅百分之尺寸不同的原子物种。

在这个超薄的分离之上，它也是超短的。可以通过这种速度进行的那些离子，就像石墨烯膜一样是普通咖啡过滤器一样。

后一种效果是由于曼彻斯特科学家称之为“离子海绵”的财产。他们的石墨烯毛细血管吸收小离子，因为强大的斗争导致内部浓度，可以比外部咸溶液高出数百次。

Nair博士说：“水过滤尽可能快，因为一个可能希望这种狭窄的毛细血管。现在我们想控制石墨烯网格尺寸并将其降低到九埃以下，以滤除诸如海水中的最小盐。我们的工作表明，这是可能的。“

该研究共同作者Irina Grigorieva博士补充说：“我们的最终目标是制造一个过滤装置，允许在几分钟的手泵送后一杯由海水制成的饮用水。我们不在那里，但这不再是科幻小说“。

这项工作是与由衡南武领导的集团合作完成的，从中国科学院致电，他们进行了广泛的计算机模拟，以了解过滤机制。

出版物：R.K.Joshi等，“通过石墨烯氧化膜精确和超快分子筛，”2014年2月14日科学：Vol。343号。 6172 pp.752-754; DOI：10.1126 / Science.1245711

研究报告的PDF副本：通过石墨烯膜筛分精确和超快分子筛分

图像：曼彻斯特大学