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想要更快、更持久的净水?石墨烯膜帮你实现!

导读: 为了更快、更持久的净水,科学家们将石墨烯这种超薄超强碳片作成超薄膜来滤除污染物,快速净化大量水体。

  为了更快、更持久的净水,科学家们将石墨烯这种超薄超强碳片作成超薄膜来滤除污染物,快速净化大量水体。

想要更快、更持久的净水?石墨烯膜帮你实现!

  石墨烯的特殊性能使它成为理想的过滤膜或海水淡化膜。但是该应用中存在一大缺陷:由于将石墨烯制成单层原子超薄膜的过程极为细致,在制备过程中极有可能会造成材料的破损,从而导致污染物泄露。而现在,工程师们已经设计出方法来修补这些漏洞。

  麻省理工学院、橡树岭国家实验室、法赫德国王石油与矿业大学的工程师们制定了一种利用化学沉积及聚合技术来修补上述漏洞的方法。然后他们利用该团队之前所研发的技术制备了具有均匀微孔的石墨烯薄膜,这些孔小到仅允许水分子通过。

  将这两种技术相结合,研究人员制备出约有一美分大小且无缺陷的石墨烯薄膜。薄膜大小具有重要意义,因为如果是作为滤膜使用的话,石墨烯薄膜必须制成数厘米及以上大小。

  在实验中,研究人员让水通过已经过缺陷修补和致孔处理过的石墨烯薄膜,结果发现通过该膜的水流速度堪比目前的海水淡化膜,而且该膜能够过滤大部分的大分子污染物如硫酸镁、葡聚糖等。

  麻省理工学院机械工程系副教授Rohit Karnik说,该团队的研究结果表明首次成功封填石墨烯膜的缺陷。上述结果发表在纳米快报(NanoLetters)杂志上。

  “至少在实验室水平上,我们能封堵石墨烯薄膜的缺陷,使其能够在宏观尺度上实现分子过滤,而这在之前是无法实现的,”Karnik说。“如果我们控制得当的话,之后甚至无需缺陷修补这一步骤。不过这还无法实现,因为目前不存在完美无缺的石墨烯,总是需要修修补补。这两个(技术)是制造过滤膜的例子。”

  该论文的第一作SeanO‘Hern,是麻省理工学院研究生,曾任研究助理。而该校研究生Doojoon Jang,前研究生Suman Bose,教授JingKon均对该论文做出贡献。

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