Опресняющий y purificador de agua filtro графеновый

Para la fabricación de filtros, rápidamente limpian el agua y el tiempo que conservan sus propiedades, algunos investigadores sugieren utilizar графен. Esta delgada, pero resistente de la hoja de carbono se puede utilizar para la fabricación de las membranas de ultra capaces de limpiar rápidamente grandes cantidades de agua de los contaminantes. Pero en el camino a una amplia aceptación de este tipo de alta tecnología de membranas vale la pena una importante barrera de la fabricación de las membranas de las hojas de la графена de espesor en una sola capa de átomos es un proceso que exige una alta precisión. El material fino se puede romper, y que se han formado a través de los saltos de penetrar contaminantes. Ahora, los ingenieros han encontrado la manera de empeine hasta esas aberturas. Filtros de agua recibido en el mundo moderno de la gran distribución.

Las propiedades únicas de графена la hacen potencialmente ideal de la membrana de filtración y desalación de agua. Ahora los ingenieros del instituto tecnológico de massachusetts (Massachusetts Institute of Technology, MIT), Окриджской el laboratorio nacional de Oak Ridge National Laboratory) y de la Universidad de petróleo y minerales, en nombre del rey fahd (King Fahd University of Petroleum and Minerals, KFUPM) se ha encontrado la manera de empeine hasta aberturas, rellenarlas con el uso de una combinación de tecnología química de la deposición y la polimerización. El equipo de ingenieros ha utilizado anteriormente desarrollado un proceso para la creación de material de diminutos poros de la misma forma que suficientemente pequeños para permitir pasar a través de ellos sólo el agua.

La combinación de estas dos tecnologías, ha permitido a los investigadores desarrollar графеновую de la membrana sin defectos del tamaño de una moneda. El tamaño de la membrana tiene un valor. Porque para usar como filtro de membrana, la anchura de la графена se debe medir en centímetros, como mínimo.

Durante el experimento, los investigadores realizaron el agua a través de графеновую de la membrana, que previamente procesado, mediante la eliminación de defectos y formando poros. Y llegaron a la conclusión de que el agua cumple con las normas específicas que se usan en la actualidad опресняющих de las membranas. Графен es capaz de filtrar más grandes que las moléculas de los contaminantes, en particular de sulfato de magnesio y декстрана.

Profesor asociado del instituto tecnológico de massachusetts rohit Карник (Rohit Karnik) señaló que los logros del equipo, se han publicado en la revista Nano Letters" y reflejan el primer éxito en залатывании aberturas en графене:

Somos capaces de eliminar los defectos, como mínimo, a escala de laboratorio, para realizar una filtración molecular a través de la superficie графена макроскопического tamaño, algo que antes era imposible. Si vamos a tener un mejor control del proceso, puede ser, en el futuro no necesitamos eliminar los defectos. Pero creo que es muy poco probable que alguna vez nos convertiremos en la colocación de una excelente графеном — siempre será la necesidad de controlar la fuga. Estos dos [la tecnología], son ejemplos de cómo garantizar la filtración.El primer autor del artículo es el especialista de laboratorio-investigador de Shin O'Герн (Sean O'Hern), egresado de esta institución. Entre los autores — el estudiante-последипломник Дуджун jung (Doojoon Jang), un ex-alumno-последипломник suman bowes (Suman Bose) y profesor de jing kong (Jing Kong).

Shin O'Герн aclara características del proceso:

Los tipos existentes de las membranas capaces de producir agua dulce de la salada, bastante grueso, alrededor de 200 nanómetros [espesor]. La ventaja графеновой de la membrana consiste en que en lugar de un espesor de cientos de nanómetros será del orden de tres ангстремов (стомиллионных fracciones de centímetro) — 600 veces más delgado que los actuales de la membrana. Esto le permitirá disponer de una mayor velocidad de flujo cuando la misma plaza.O'Герн y Карник investigado el potencial de графена como material de filtración de membranas durante varios de los años recientes. En 2009, el equipo ha comenzado a hacer de la membrana de графена, нарощенного en el cobre es el metal que soporta el crecimiento de la графена relativamente gran tamaño. Ya que para el cultivo de графена necesita la base — por ejemplo, la plata. Por supuesto, el cobre a prueba de agua, y los científicos en el proceso de fabricación se debe transferir графен en base porosa.

Por supuesto, O'Герн señaló que este proceso de migración puede crear saltos en графене. Además, se ha observado también los defectos que aparecen en графене en el proceso de crianza. Su razón fue, probablemente, la contaminación en el material de origen.

Primero, un equipo de científicos ha corregido mucho menos defectos que surjan en el proceso de crianza de графена. Luego llegó el momento más significativos de las aberturas que plantea la migración. Para los defectos detectados en el proceso de cultivo, los investigadores han utilizado un proceso llamado "la deposición atómica de la capa" (atomic layer deposition"), colocando графеновую de la membrana de vacío capacidad y, a continuación, enviando impulsos contiene hafnio química de la conexión, que normalmente no interactúa con графеном. Si un enlace químico entre en contacto con el agujero pequeño en графене, se tratará de cerrar este agujero, притягиваясь de la energía en la superficie.

El equipo de investigadores llevó a cabo varios ciclos de deposición atómica de la capa, al descubrir que осаждающий óxido de hafnio correctamente cumplimentado pequeñas aberturas por las que se han formado en el proceso de crianza de графена. Por supuesto, O'Герн sabía que el uso de este proceso para el llenado de los más amplios de los agujeros y desgarros — anchura de cientos de nanómetros — tardará mucho más tiempo.

En lugar de ello, él y sus colegas llegaron a la solución del problema mediante la segunda tecnología, diseñada para el llenado de los más amplios de los defectos. Este proceso se denomina "de la polimerización en la frontera de fases" ("interfacial polymerization") y a menudo se utiliza en la síntesis de las membranas. Después de que se han llenado de originales de defectos en графене, los investigadores han cargado a través de la membrana en межфазную el límite de las dos conexiones de agua en los baños y de disolvente orgánico, que al igual que el aceite no se mezcla con el agua.

En dos de las conexiones de los investigadores han disuelto las moléculas de dos tipos diferentes, que, al entrar en reacción, forman nylon. Cuando O'Герн puso графеновую de la membrana en el borde de las fases de las dos soluciones, se observaba que el nylon forro se forman sólo en los saltos y los agujeros — áreas donde las moléculas de dos tipos pueden estar en contacto, ya que en el terreno de la brecha графен se vuelve permeable. Como resultado de aberturas fueron efectivamente залатаны.

Utilizando la tecnología, que los investigadores han desarrollado en el último año, han realizado en графене pequeños agujeros uniformes, que son lo suficientemente pequeños para permitir penetrar a través de ellos que las moléculas de agua, no dejando pasar más grandes contaminantes. Durante el experimento, el equipo de investigadores se ha probado la membrana. A través de ella era dejada pasar el agua con impurezas varias otras moléculas diferentes, incluyendo la sal. Los investigadores encontraron que la membrana excita hasta un 90% más grandes moléculas. Por supuesto, el sol pasa a mayor velocidad que el agua.

Pruebas preliminares muestran que графен puede convertirse en una alternativa real existente en la actualidad, membranas de filtración. Cuando este Карник observa que la tecnología de reparación de los defectos y control de la permeabilidad necesitan nuevas mejoras:

La desalación y la нанофильтрация de agua son importantes áreas de aplicación, si es desarrollado y la tecnología, permanecerá en el curso de las diversas tareas de la prueba en el mundo real, puede tener un gran impacto. Pero también se puede imaginar [otros] aplicaciones para el proceso de la hermosa biológica y químicamente, cuando estas membranas estarán listos para el uso. Y esto es sólo el primer informe sobre el графеновой la membrana centímetro de ancho, que se puede utilizar para una variedad de tareas de filtración molecular. Es inspirador.Графен está diseñado para su uso principalmente en la alta tecnología. La energía solar se puede reemplazar el platino. Ahora los científicos han encontrado este magnífico material otro dato de importancia para la aplicación de la humanidad.

Como, en su opinión, podrían cambiar la tecnología de purificación y desalinización de agua en caso de que el proceso de producción de графеновых de las membranas sería tan fácil? publicado

 

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Fuente: hi-news.ru