石墨烯可以將海水立即轉(zhuǎn)化成飲用水?
上圖為450過濾機
自英國的一組研究人員發(fā)明了一種可以從海水中去除鹽分的石墨烯篩。石墨烯技術(shù)的這種發(fā)展可以幫助全球數(shù)百萬無法獲得清潔安全飲用水的人們。
石墨烯氧化物篩可以是濾波的鹽的過程中極其有效。曼徹斯特大學科學家的研究成果發(fā)表在Nature Nanotechnology雜志上。
石墨烯篩過濾海水
到目前為止,大量制造石墨烯基屏障方面存在挑戰(zhàn)。研究人員?利用稱為氧化石墨烯的化學衍生物解決了一些挑戰(zhàn)。
2004年,曼徹斯特大學的研究人員首先分離出石墨烯并對其進行了表征。該材料具有一層位于六方晶格中的碳原子。其突破性的特性,其中突出的電導率和抗拉強度,已成為未來發(fā)展較有前途的材料之一。
然而,研究人員在大量生產(chǎn)石墨烯方面遇到困難。通過諸如化學氣相沉積的現(xiàn)有方法生產(chǎn)單層石墨烯也是非常昂貴的。
同時,根據(jù)該研究的主要作者Rahul Nair的說法,氧化石墨烯很容易通過可在實驗室中進行的氧化過程生產(chǎn)。
在曼徹斯特大學進行的以前的研究表明,當浸入水中時,氧化石墨烯膜變得有點膨脹,允許較小的鹽分子與水一起流過膜中的孔。
研究人員現(xiàn)在已經(jīng)對膜進行了改進,詳細介紹了他們在研究中的工作。他們在氧化石墨烯膜的兩側(cè)涂覆環(huán)氧樹脂壁,防止暴露在水中時膨脹。這樣做也允許他們調(diào)整膜的孔徑,現(xiàn)在可以有效地用作篩子來分離鹽和水。
水資源匱乏和基礎(chǔ)設(shè)施必須克服
的影響全球變暖繼續(xù)降低,現(xiàn)代城市的供水和富裕國家已開始投資于技術(shù),使海水淡化。在加州發(fā)生洪災(zāi)后,許多富裕城市開始投資替代水解決方案。
聯(lián)合國預(yù)計,到2025年,全球14%的人口將面臨水資源匱乏。缺水已經(jīng)影響到每個大陸。
“大約1.2十億人,占世界人口的近五分之一,住在身體缺水地區(qū),500萬人正在接近這一情況,”聯(lián)合國統(tǒng)計。
此外,還有16億人口,即全球近四分之一的人口遭受經(jīng)濟缺水的困擾。這種情況描述的國家缺乏必要的基礎(chǔ)設(shè)施來處理來自河流和含水層的水。
采用新型石墨烯篩網(wǎng),世界將能夠大規(guī)模改善水過濾技術(shù)并解決水資源短缺問題。