Grafen membran tuzu deniz suyundan ayırır.
çevre
Michael Irving4 Nisan 2017
Gözeneklerinin büyüklüğünü anlatan araştırmacılar, suyu arıtmak için en küçük tuz iyonlarını filtreleyebilen grafen bazlı bir membran geliştirdiler (Credit: University of Manchester)
Su, gezegenin yüzeyinin çoğunluğunu kaplayabilir, ancak çok büyük bir tuz yardımı sayesinde, içme suyu kaynağı olarak içine sokulması zordur. Bir kez daha, grafen kurtarmaya gelebilir. Manchester Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, su akışını çok fazla etkilemeden en küçük tuzları bile filtreleyebilen, ölçeklenebilir, homojen bir gözenek boyutuna sahip bir grafen oksit membran geliştirdi.
Tuzdan arındırma tesisleri, tuz ve suyu suya ayırmak, tuz çeken membranlar kullanmak veya suyun arıtılması ve kıyıya geri pompalamak için okyanus dalgalarının gücünü kullanmak gibi güvenli içme suyu üretmek için çeşitli teknikler kullanmaktadır. Graphene, bir yandan da, suyun yüzeyine oturan, içinden su çeken ve süreç içinde temizleyen büyük bir sünger gibi davranıyordu.
Şaşkınlık malzemesi, bazı parçacıkları, organik molekülleri ve tuzları uzaklaştırırken iyi performans gösteren bir su filtreleme membranı olarak da işe başlamıştır, ancak Manchester araştırmacılarına göre, en küçük ortak tuz iyonlarını yakalayamamıştır. Bu, bu membranların suya daldırıldığında şişmeye meyilli olmaları sayesinde, grafen-oksit tabakaları arasındaki boşluk ile karışan ve tuz moleküllerinin su ile kaymasına izin veren bir özelliktir.
Manchester araştırmacıları, malzemenin fiziksel olarak hapsedilmesiyle, zarların suda ne kadar şiştiğini sınırlamanın bir yolunu buldular. Bu, gözeneklerin büyüklüğünü hassas bir şekilde ayarlamasına ve istenmeyen tuzları, parçacıkları ve molekülleri, bunları ortak tuz iyonlarının çapından daha küçük bir hale getirerek dışarıda bırakmalarını sağlar. Ekip, sodyum klorür iyonlarının yüzde 97'sinin zar tarafından reddedildiğini belirtirken, suyun hala serbestçe akmasına izin veriyor.
Ölçeklenebilirlik, yöntemin ne kadar uygulanabilir olduğunun en önemli faktörlerinden biridir ve araştırmacılar, grafen oksit membranın hem yukarı hem de aşağı doğru rahatça ölçeklenebileceğine inanırlar. Yukarı ve yöntem, tuzdan arındırma tesislerinin verimliliğini artırmaya yardımcı olabilir. Filtreleme, filtrelerin kendileri, temiz su veya büyük çapta tuzdan arındırma tesislerine sınırlı erişimi olan gelişmekte olan ülkeler için ucuz su arıtıcıları olarak kullanılabilir.
"Atomik ölçeğe kadar eşit gözenek büyüklüğüne sahip olan ölçeklenebilir zarların gerçekleştirilmesi önemli bir adımdır ve tuzdan arındırma teknolojisinin verimliliğini arttırmak için yeni olanaklar açacaktır, " diyor. Çalışmanın ortak yazarlarından Profesör Rahul Nair. "Bu, bu rejimdeki ilk açık-kesimli deneydir. Ayrıca, tarif edilen yaklaşımı ve gerekli elek boyutlarına sahip grafen bazlı membranları kitlesel üretmeyi arttırmak için gerçekçi olasılıkların olduğunu da gösteriyoruz. "
Daha uzun vadede, ekip, spesifik iyonları filtrelemek için gözenek boyutlarını ayarlama temel fikrinin farklı amaçlar için farklı zarlara uygulanabileceğine işaret etmektedir.
"Geliştirilen membranlar sadece tuzdan arındırma için yararlı değil, aynı zamanda gözenek büyüklüğünün atomik ölçek ayarlanabilmesi de, kendi boyutlarına göre iyonları filtreleyebilen isteğe bağlı filtrelemeli zarları üretmek için yeni bir fırsat sunuyor" diyor Jijo Abraham, - çalışmanın yazarı.
Araştırma Nature Nanotechnology dergisinde yayınlandı.
Kaynak: Manchester Üniversitesi
Gözeneklerinin büyüklüğünü anlatan araştırmacılar, suyu arıtmak için en küçük tuz iyonlarını filtreleyebilen grafen bazlı bir membran geliştirdiler (Credit: University of Manchester)