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石墨烯膜讓海水變成飲用水

發(fā)布時(shí)間：2021-02-28 16:01:03人氣：
   科學(xué)家用石墨烯制成了可以篩掉鹽類離子的“篩子”。
 
　曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)在發(fā)表在《自然˙納米技術(shù)》雜志上。此前的石墨烯氧化物膜已經(jīng)顯示出了進(jìn)行氣體分離和水過(guò)濾的強(qiáng)大潛力，它們已經(jīng)被證實(shí)可以用于過(guò)濾掉小納米顆粒，有機(jī)分子甚至大顆粒的鹽的能力。然而它們不能用于篩出脫鹽技術(shù)中的普通鹽類，因?yàn)樗鼈兊?ldquo;篩孔”還不夠小。曼徹斯特大學(xué)以前的研究發(fā)現(xiàn)，如果浸入水中，石墨烯氧化物膜變得腫脹，雖然膜還能阻斷較大的鹽類，較小的鹽與水一起通過(guò)薄膜。他們的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了這些石墨烯膜，并且發(fā)現(xiàn)了一種避免膜暴露于水時(shí)溶脹的方法。他們已經(jīng)可以精確控制膜中的孔徑，從而可以從咸水中過(guò)濾出普通的鹽，保證飲用的安全性。
 
　當(dāng)普通鹽溶解在水中時(shí)，它們總是在鹽分子周圍形成水分子的“殼”。這讓氧化石墨烯膜的微小毛細(xì)管阻擋鹽與水一起流動(dòng)。那些獨(dú)立的水分子能夠通過(guò)膜屏障，相當(dāng)快速地通過(guò)。曼徹斯特大學(xué)的RahulNair教授說(shuō)：“實(shí)現(xiàn)到原子尺度的確定濾孔是一個(gè)重大的進(jìn)步，將為提高脫鹽技術(shù)的效率開(kāi)辟新的可能性，這是這個(gè)領(lǐng)域的第一個(gè)明確的實(shí)驗(yàn)，我們還證明了我們可以通過(guò)改變?yōu)V孔大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)具有對(duì)各種濾孔大小的石墨烯膜的大規(guī)模生產(chǎn)。"
 
 
　隨著氣候變化的影響繼續(xù)減少現(xiàn)代城市的供水，富裕的發(fā)達(dá)國(guó)家也在投資海水淡化技術(shù)。繼加州的嚴(yán)重洪災(zāi)以后，主要富裕城市也越來(lái)越多地尋求替代水解決方案。到2025年，聯(lián)合國(guó)預(yù)計(jì)世界人口的14%將遇到缺水問(wèn)題。這種技術(shù)有可能徹底改變世界各地的水過(guò)濾系統(tǒng)，特別是在無(wú)法建造大型脫鹽廠的國(guó)家。
 

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