Wasser ist das wichtigste Element, das jede Lebensform braucht, um zu existieren. Unser Planet Erde besteht aus etwa 71 Prozent WasserDiese Rohform von H2O ist jedoch aufgrund der darin lebenden Salze und anderer Chemikalien nicht konsumierbar. Ein Forscherteam der Universität Manchester plant, das Problem des bequemen Zugangs zu Trinkwasser durch die Schaffung einer zu lösen Graphenoxid-Membran Filter, der Salze und andere organische Materialien auf atomarer Ebene aussieben kann.
[Bildquelle: Universität Manchester]
Graphen extrahieren
Theoretisch gesprochen, Graphen kommt in der Natur nicht vor und ist sehr instabil. Eine Möglichkeit, Graphen zu extrahieren, besteht darin, die Sellotape-Methode zu verwenden, bei der eine kleine Menge hochreinen Graphits zwischen einem Stück Klebe- oder Klebeband geklebt und abgezogen wird. Diese Methode gaben den Forschern der Nationales Graphen-Institut NGI in Manchester, eine einzelne Graphenschicht aus einer gestapelten Schicht. Das Graphit wird nach wiederholten Extraktionen in Tausende von Schichten verdünnt und wird schließlich eine Schicht erzeugen, die nur ein oder zwei Atome dick ist.
Diese Graphenoxidmembranen können bei der Verarbeitung von Flüssigkeiten und Gasen hervorragende Barrieren bilden. Sie können extrahierenorganisches Lösungsmittel aus Wasser und Wasser aus einem Gasgemisch entfernen auf ein sehr genaues Niveau. Die Graphenoxidmembran hat es bisher geschafft, Helium daran zu hindern, durch sie hindurchzugehen, das als das am schwersten zu blockierende Gas gilt.
Praktische Anwendungen von Graphen
Graphen ist ein stark, leicht und flexibel Material, das eine ausgezeichnete Barriere für die kleinsten existierenden Atome bildet.
Die von ihnen entwickelte Graphenoxid-Membran ist bereits in der Lage, kleine Mengen herauszufilternNanopartikel, organische Moleküle und große Salze. Der derzeitige Zustand dieser Membran ist jedoch nicht geeignet für die Verwendung beim Sieben von Kochsalzen, die in Entsalzungstechnologien verwendet werden, da sie eine viel geringere Filtrationsstufe erfordern.
Das Wissenschaftlerteam untersucht derzeit die Möglichkeiten, Graphenmembranen zu verwenden, um Schmutzwasser filtern, bei der Gasabscheidung und Entsalzungsprojekten.
Diese Technologie kann auch praktisch sein fürindustrielle Prozesse. Lebensmittel- und pharmazeutische Verpackungen können mit Graphen beschichtet werden, das die Übertragung von Feuchtigkeit und Sauerstoff stoppen kanndamit Lebensmittel und verderbliche Waren länger frisch bleiben. Die Emission von Kohlendioxid von Kraftwerken können auch eliminiert werden, indem Graphenmembranen verwendet werden, um sie herauszufiltern, bevor sie in die Umwelt freigesetzt werden.
Graphenes zukünftige Ziele
Es wird geschätzt von die UNO dass bis 2025 14% der Weltbevölkerung Schwierigkeiten mit sauberem Trinkwasser haben werden. Die Graphenoxid-Membrantechnologiehat ein großes Potenzial, rohes, schmutziges Wasser auf der ganzen Welt bequem zu filtern. Insbesondere wird diese Technologie ideal für Länder der Dritten Welt sein, die sich keine Entsalzungsanlagen im industriellen Maßstab leisten können.
Um für groß angelegte Anwendungen geeignet zu sein, wird eine Graphenoxid-Membran vom Wissenschaftlerteam entwickelt, damit es möglich ist in kleinerem Maßstab gebaut was die Technologie für die Masse wirtschaftlich zugänglich machen wird.
Das veröffentlichte Papier des Teams kann über abgerufen werdenNatur-Nanotechnologie.