Графеновое сито делает из морской воды питьевую

Ученые из Манчестерского университета продемонстрировали возможность использования фильтров для воды на основе оксида графена. Физикам удалось уменьшить набухание слоеных структур, которое препятствует эффективному удалению хлорида натрия. Статья опубликована в журнале Nature Nanotechnology.

Создание дешевого и надежного способа удаления соли из воды с целью сделать ее пригодной для питья является актуальной проблемой уже долгое время. Такая разработка помогла бы миллионам людей, не имеющим доступа к чистой воде. Графен-оксидные мембраны давно привлекают повышенное внимание как многообещающие кандидаты для новых фильтрационных технологий, они уже успешно справились с отделением наночастиц, органических молекул и солей с крупными молекулами.

Однако при погружении в воду слоеные мембраны из оксида графена набухают, позволяя маленьким молекулам, таким как поваренная соль, проходить насквозь. Рахул Наир из Национального института графена при Манчестерском университете показал, что если поместить стенку из эпоксидной смолы с любой стороны мембраны, то проблема будет во многом снята. «Молекулы воды могут пройти сквозь по отдельности, но хлорид натрия не может, — поясняет Наир. — Соли необходимо вступить в реакцию с молекулами воды, а размер водяной "оболочки" получается больше размера канала».

Обычный оксид графена эффективно отфильтровывает частицы размером больше 9 ангстрем, что связано с межслойным расстоянием разбухшего вещества в 13,5 ангстрем. Британцам удалось получить фильтры с межслойным расстоянием от 9,8 до 6,4 Å. Степень проницаемости падала экспоненциально с уменьшением расстояния, при этом на скорость прохождения воды размер межслойного расстояния почти не влиял.