محققان آمریکایی با استفاده از گرافن متخلخل موفق به ساخت غشائی با کارایی بالا شدند که می توان برای نمک زادیی آب به کار برد.
به گزارش ایرنا از ستاد ویژه فناوری نانو، اخیراً یک گروه تحقیقاتی از آزمایشگاه ملی اوک ریج Oak Ridge National Laboratory در ایالت تنسی آمریکا نشان دادند که می توان از غشاء های گرافنی متخلخل و مستحکم برای تصفیه آب استفاده کرد. محققان با این روش می توانند هزینه نمک زدایی از آب را کاهش دهند.
کمتر از یک درصد آب های روی کره زمین قابل آشامیدن است. این در حالی است که زدایش نمک و آلاینده های معدنی از این آب ، کاری چالش برانگیز است.
شانون مارک ماهورین، از محققان این پروژه گفت: نتایج کار نشان داد که چگونه می توان از گرافن متخلخل برای نمک زدایی از آب استفاده کرد. این یک پیشرفت بزرگ به شمار می آید. مقدار جریان آب عبوری از این غشاء ده برابر بیشتر از غشاء های پلیمری تجاری اسمز معکوس است. در حال حاضر از اسمز معکوس برای نمک زدایی استفاده می شود. نمک زدایی همیشه با صرف مقدار زیادی انرژی همراه است.
محققان این پروژه با استفاده از یک غشاء جدید، فرآیند اسمز معکوس را با کارایی بالا انجام دادند؛ ایجاد حفره در گرافن کلید اصلی این کار است. بدون حفره، آب نمی تواند از غشاء عبور کند. باید حفره هایی با ابعاد مناسب برای عبور مولکول های آب ایجاد کرد. یون های نمک از مولکول های آب بزرگتر هستند بنابراین پشت حفره ها باقی می مانند.
برای انجام اسمز معکوس باید مقداری فشار به محلول آب ناخالص وارد کرد تا مولکول های آب به آن سوی غشاء بروند. در فرآیند اسمز معکوسی که در حال حاضر کاربرد دارد، از غشاء پلیمری استفاده می شود.
گرافن متخلخل دارای استحکام فیزیکی و شیمیایی بالایی است و می تواند نفوذپذیری بیشتری نسبت به غشاء پلیمری داشته باشد، در نتیجه زدایش نمک از آب با سرعت بالاتری انجام می شود.
محققان با استفاده از جریان متان عبوری از یک کوره، گرافن را روی فویل مس ایجاد کردند. سپس این گرافن به روی زیرلایه نیترید سیلیکون منتقل می شود که حفره های میکرومقیاس دارد. با اعمال پلاسمای اکسیژن، برخی اتم های کربن از شبکه گرافن خارج شده و حفره هایی ایجاد می کنند. با افزایش زمان پلاسما، ابعاد حفره ها نیز افزایش می یابد.
منبع : ایرنا
**ن