'صافی' گرافینی آب دریا را به آب آشامیدنی تبدیل می کند

  • 3 آوریل 2017 - 14 فروردین 1396
اکسید گرافین حق نشر عکس Uni Manchester
Image caption غشای گرافینی نویدبخش تصفیه کم هزینه آب دریا به آب نوشیدنی است

تیمی از محققان در بریتانیا موفق به ساختن یک فیلتر گرافینی شده است که می تواند نمک را از آب دریا بزداید و آن را به آب آشامیدنی تبدیل کند.

این اختراع می تواند به میلیون ها نفر در اطراف جهان که به آب پاکیزه دسترسی ندارند کمک کند.

این فیلتر که محققان آن را "صافی" می نامند از جنس اکسید گرافین است که قابلیت بالایی در زدودن نمک دارد و به زودی با سایر فیلترهای موجود تصفیه آب شور مقایسه خواهد شد.

تولید فیلتر گرافینی در ابعاد انبوه صنعتی قبلا دشوار بود.

تیم دانشمندان به سرپرستی دکتر راهول نیر از دانشگاه منچستر در گزارشی در نشریه "نیچر نانوتکنولوژی" نوشته اند که چگونه بعضی از مشکلات استفاده از اکسید گرافین برای این منظور را حل کرده اند.

گرافین لایه ای به ضخامت فقط یک اتم کربن است که در صفحه ای مشبک با خانه های شش ضعلی به هم چسبیده اند. این ماده ابتدا توسط تیمی از محققان دانشگاه منچستر در سال ۲۰۰۴ جداسازی و مشخصات آن تعریف شد.

حق نشر عکس EPA
Image caption دسترسی به آب پاکیزه برای میلیون ها نفر در جهان یک مشکل است

خواص غیرعادی گرافین مثل قابلیت کشسانی با مقاومت بالا در برابر پارگی و رسانایی الکتریکی آن را به یکی از نویدبخش ترین مواد در صنعت بدل کرده است.

اما تولید انبوه گرافین تک لایه با شیوه های موجود مثل "سی وی دی" (رسوب بخار شیمیایی) دشوار بوده است. شیوه های کنونی تولید همچنین خیلی پرهزینه است.

اما دکتر نیر می گوید که "تولید اکسید گرافین با شیوه های ساده اکسیداسیون در آزمایشگاه ممکن است."

او به بی بی سی گفت: "می توانیم آن را مثل جوهر یا یک محلول روی یک لایه متخلخل (پرمنفذ) تولید کنیم. بعد می توانیم آن را مثل یک غشا به کار بگیریم."

او می گوید که اکسید گرافین از نظر تولید انبوه و هزینه به طور بالقوه بر گرافین خالی برتری دارد.

فایده غشا تولید شده از اکسید گرافین در الک کردن ذرات نانو، ملکول های ارگانیک و حتی نمک های درشت ثابت شده بود. اما تاکنون نمی شد از آن برای تصفیه آب حاوی نمک معمولی استفاده کرد چون نیازمند غربالی حتی ظریف تر است.

مطالعات قبلی نشان داده بود که اکسید گرافین پس از خیس خوردن کمی باد می کند و باعث عبور نمک های ریزتر از منفذها به همراه ملکول های آب می شود.

اکنون دکتر نیر و همکارانش نشان داده اند که آغشتن این غشا به "شیره اپوکسی" (ماده ای که به عنوان پوشش یا چسب به کار گرفته می شود) مانع تورم آن می شود.

سازمان ملل پیش بینی می کند که تا سال ۲۰۲۵ حدود ۱۴ درصد جمعیت جهان با کمبود آب روبرو شوند.

حق نشر عکس PHOTOSTOCK-ISRAEL/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Image caption غشا ساخته شده از اکسید گرافین با مواد موجود در بازار مقایسه خواهد شد

همزمان با ادامه روند گرمایش زمین و تاثیر آن بر منابع آب شهری، کشورهای ثروتمند مشغول سرمایه گذاری در فناوری های تصفیه آب شور هستند.

تاسیسات تصفیه آب شور در اطراف جهان از غشاهای پلیمری استفاده می کنند.

دکتر نیر گفت که مرحله بعدی مطالعه مقایسه اکسید گرافین با تازه ترین محصولات موجود در بازار است.

رام دواناتان از "آزمایشگاه ملی پاسیفیک نورت وست" در ریچلند آمریکا در مقاله ای که ضمیمه مطالعه تازه در "نیچر نانوتکنولوژی" است نوشت که مطالعات بیشتری برای تولید صنعتی و ارزان اکسید گرافین لازم است.

او افزود که محققان همچنین باید استقامت این غشا در تماس درازمدت با آب شور را نشان دهند.

با این حال او نوشت که این شیوه راه را برای تولید فیلترهای ارزان برای نمک زدایی از آب هموار می کند.

موضوعات مرتبط