根据联合国的数据,世界上有7.83亿人无法获得干净的饮用水。虽然淡水供应持续枯竭,但研究人员一直在研究将盐水转化为淡水的方法。英国曼彻斯特大学的一个科学家团队开发了一种基于石墨烯的筛,可以从海水中去除盐分,从而获得干净的饮用水。这项研究发表在杂志上自然纳米技术。爱游戏ayx体育
石墨烯是碳原子的单层六边形晶格。它是已知的最轻和最坚固的物质。它的强度和导电性能使它成为各种应用中最有价值的材料之一。Rahul Nair博士领导的研究小组使用化学衍生物氧化石墨烯来开发海水筛。
石墨烯很难大量生产,但氧化石墨烯不同。Nair博士说:“氧化石墨烯可以在实验室中通过简单的氧化来生产。作为油墨或溶液,我们可以将其组合在基材或多孔材料上。然后我们可以把它当做薄膜。在可扩展性和材料成本方面,氧化石墨烯比单层石墨烯具有潜在优势。”
氧化石墨烯膜已经成功地用于从水中筛出纳米颗粒、有机分子和大盐。然而,海水中的普通盐是如此之小,以至于它们需要更小的孔来筛选。氧化石墨烯薄膜被观察到浸泡在水中时会膨胀。这使得较小的盐随着水一起通过。
研究小组发现,在筛子的两侧涂上一层环氧葡萄干,可以通过抑制膨胀来防止孔的扩大。这阻止了盐分子通过膜的流动。科学家们甚至可以调整他们想要通过的盐的数量。奈尔博士说,“水分子可以单独通过,但氯化钠不行。它总是需要水分子的帮助。盐周围的水壳的大小大于通道的大小,所以它不能通过。”
目前的海水淡化过程使用基于聚合物的膜,这是第一次展示了一种可以控制孔隙大小的技术。爱游戏ayx体育该技术尚爱游戏ayx体育未与市场上现有的最先进的海水淡化方法进行比较。膜的耐久性也需要证明,表明盐和其他生物材料不影响性能。在这种膜能够以低成本进行商业生产之前,还有很多工作要做。
