Новое исследование демонстрирует реальный потенциал обеспечения чистой питьевой водой миллионов людей, которым трудно получить доступ к адекватным источникам чистой воды.
Новые результаты, полученные группой ученых из Манчестерского университета, были опубликованы сегодня в журнале Nature Nanotechnology.
Ранее мембраны из оксида графена продемонстрировали захватывающий потенциал для разделения газов и фильтрации воды.
Мембраны из оксида графена, разработанные в Национальном институте графена, уже продемонстрировали потенциал фильтрации малых наночастиц, органических молекул и даже крупных солей. Однако до сих пор их нельзя было использовать для просеивания обычных солей, используемых в технологиях опреснения, для которых требуются сита еще меньшего размера.
Предыдущее исследование Манчестерского университета показало, что при погружении в воду мембраны из оксида графена становятся немного набухшими, и более мелкие соли проходят через мембрану вместе с водой, но более крупные ионы или молекулы блокируются.
Группа из Манчестера в настоящее время доработала эти графеновые мембраны и нашла стратегию, позволяющую избежать набухания мембраны при воздействии воды.
Размер пор в мембране можно точно контролировать, что позволяет отсеивать обычные соли из соленой воды и делать ее безопасной для питья.
Поскольку последствия изменения климата продолжают сокращать водоснабжение современных городов, богатые современные страны также инвестируют в технологии опреснения. После сильных наводнений в Калифорнии крупные богатые города также все больше ищут альтернативные решения в области водоснабжения.
Когда обычные соли растворяются в воде, они всегда образуют «оболочку» из молекул воды вокруг молекул солей.
Это позволяет крошечным капиллярам мембран из оксида графена блокировать поток соли вместе с водой. Молекулы воды могут проходить через мембранный барьер и аномально быстро течь, что идеально подходит для применения этих мембран для опреснения.
Профессор Рахул Наир из Манчестерского университета сказал: «Реализация масштабируемых мембран с одинаковым размером пор вплоть до атомного масштаба является значительным шагом вперед и откроет новые возможности для повышения эффективности технологии опреснения воды.
«Это первый четкий эксперимент в этом режиме. Мы также демонстрируем, что существуют реальные возможности для расширения описанного подхода и массового производства мембран на основе графена с требуемыми размерами сит."
Мистер.
Джиджо Абрахам и доктор. Васу Сиддесвара Каланги были соавторами исследовательской работы: «Разработанные мембраны не только полезны для опреснения воды, но и возможность настройки размера пор в атомном масштабе также открывает новые возможности для изготовления мембран с фильтрацией по требованию, способной отфильтровывать ионы по размеру."сказал г-н. Авраам.
К 2025 году ООН ожидает, что 14% населения мира столкнется с нехваткой воды. Эта технология может революционизировать фильтрацию воды во всем мире, особенно в странах, которые не могут позволить себе крупномасштабные опреснительные установки.
Есть надежда, что мембранные системы из оксида графена могут быть построены в меньших масштабах, что сделает эту технологию доступной для стран, у которых нет финансовой инфраструктуры для финансирования крупных заводов без ущерба для выхода производимой пресной воды.