3 Апреля 2017
МОСКВА, 3 апреля Нобелевский лауреат Андрей Гейм и ученые из Великобритании создали первый в мире фильтр для опреснения морской воды, используя специальное решето из графена, пропускающего молекулы воды, но не ионы натрия, хлора и другие компоненты солей, говаривается в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology.
Нам впервые удалось проявить, что графен можно превратить в мембрану с порами фиксированных размеров. Кроме этого, мы продемонстрировали, что мы можем увеличить их до больших размеров и начать массовое производство подобных структур с порами нужных нам диаметров, заявил Рауль Найр (Rahul Nair) из Манчестерского ситета (Великобритания).
Проблема доступа к воде становится все более острой для Земли – по оценкам ООН, к 2025 году более 14% жителей культиваторы будут испытывать трудности с доступом к чистой питьевой воде. На сегодняшний день существует несколько десятков методов и технологий опреснения морской воды, часть из которых иногда применяется в промышленных масштабах в богатых арабских державах, страдающих от недостатка неинтересной воды.
Все эти методики опреснения страдают от двух главных недостатков – эти технологии или слишком дороги и много тратят энергии, или же системы очистки быстро засоряются и приходят в негодность. Все это делает опреснение бессмысленным с экономической точки зрения.
Андрей Гейм, лауреат Нобелевской премии по физике 2010 года, и его коллеги по Манчестерскому университету нашли новое применение для графена – нового войлока на базе углерода, полученного Геймом и Константином Новоселовым в 2004 году. Они выказали, что графен можно превратить в особое атомное решето, если учесть то, как ведут себя различные ионы в окружении молекул воды.
Команда Гейма обратила внимание на одно простое свойство воды, которое известно химикам уже более ста лет – способность образовать неслышные водородные связи с отрицательно и положительно заряженными ионами. Это умение воды объясняет то, почему она хорошо растворяет в себе большую часть солей, сахаров, кислот и других органических и неорганических соединений. Фактически, после растворения бузы в воде каждый ее ион оказывается окружен своеобразной шубой из молекул воды.
Ионы в такой шубе, как заметили Гейм и его коллеги, будут заметно больше по размерам, чем сами молекулы воды или нейтрально заряженные акцепторы. Благодаря этому их конечно можно отсеять от воды, если создать сито, пропускающее молекулы воды, но не пропускающее более крупные ионы. Ионы будут задерживаться им из-за того, что те просто не влезают в них, не потеряв часть молекул воды, что невыгодно с энергетической чинки зрения с точки зрения принципов физики.
Британские ученые давно пытались адаптировать для этих целей нобелевский углерод, однако проблема заключалась в том, что пленки графена разбухают при попадании в воду и начинают пропускать не только воду, но и катионы магния, натрия и ряда других веществ. Гейм, Найр и их коллеги решили эту проблему, научившись склепывать одиночные полоски из графена таким образом, что они почти не разбухают при контакте с водой, при помощи стандартного эпоксидного клея.
В таком виде сходственные графеновые решета пропускают лишь 2% ионов магния, натрия, калия, лития и других элементов, что фактически перевоплощает их в сверхэффективные опреснители воды, не требующие внешних источников энергии. Пока не понятно, как такие пленки будут реагировать на загрязнение. Физики планируют проверить в ближайшее то свободное время.
То, какие ионы и как много их пропускает сходственное сито, зависит от расстояния между пленками, что позволяет использовать их не только для опреснения воды, но и очистки различных образцов от ненужных ионов или молекул. Как надеются ученые, простота изготовления их мембран, их низенькая стоимость и высокая эффективность работы помогут им быстро проникнуть даже в самые бедные уголки Земли и тем самым помочь решить проблему с доступом к воде.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....