Менее 1% воды на планете можно по праву назвать питьевой. Если удалить соль и другие минералы из морской воды, это позволит удовлетворить потребности прибывающего населения Земли в питьевой воде, в воде для сельского хозяйства, транспорта, нагрева, охлаждения и промышленности. Однако опреснение воды — процесс энергоемкий, что мешает расширению его применения. И вот теперь группа ученых во главе с сотрудниками Окриджской Национальной лаборатории при Министерстве энергетики США продемонстрировала технологию опреснения воды с низким энергопотреблением, в которой используется пористая мембрана, сделанная из тонкого, но очень прочного графена — углеродного слоя толщиной в атом. Результаты опубликованы в издании Nature Nanotechnology. «Наша работа показала, как можно опреснять соленую воду с помощью автономного пористого графена», сообщила Шеннон Марк Морин. «Это огромный прорыв», заметил соисследователь Иван Власюк. „Поток через графеновую мембрану на порядок выше, чем через современные полимерные мембраны обратного осмоса“. Текущие методы очистки воды включают дистилляцию и обратный осмос. Дистилляция или нагревание смеси до извлечения конденсата требует значительного объема энергии. Обратный осмос, более энергоэффективный процесс, который, тем не менее, тоже требует изрядного объема энергии, является базовым для новой технологии. Ключевой особенностью является формирование в графене пор. Без отверстия вода не сможет попасть с одной стороны мембраны на другую. Молекулы воды слишком велики, чтобы проникать через сеть графена. Но стоит проделать отверстия, подходящий по размеру молекулам воды, и процесс пойдет. Ионы соли больше молекул воды, а потому они не смогут преодолеть мембрану. «Если с одной стороны мембраны соленая вода, а с другой стороны – пресная, осмотическое давление приведет к тому, что пресная вода вольется в соленую. Обратный осмос позволяет преодолеть это воздействие, и соленая вода, проходя через мембрану, становится пресной», пояснила Морин. Современные фильтры обратного осмоса обычно сделаны из полимеров. Фильтр тонок и устанавливается на подложку. Чтобы соленая вода прошла через него и стала пресной, требуется приложить значительное давление «Если мембрану сделать более пористой и тонкой, поток через нее увеличится, и давление потребуется меньшее», сказала Морин. „Все это приведет к сокращению объема затрачиваемой энергии, требуемой для осуществления процесса“. Графеновая мембрана значительно прочней полимерной, и потому обратный осмос с ее использованием окажется более эффективным при меньшем давлении. 26.03.2015 |
Нано
Прорыв в нанотехнологиях поможет создать дисплей, дающий цвет в реальном времени | |
Разработана революционная технология, позволяю... |
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота | |
Исследователи из Токийского столичного ун... |
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик | |
Исследователи из Токийского столичного ун... |
Nature Materials: Новаторские нанополости раздвигают горизонты в удержании света | |
Команда европейских и израильских физиков... |
Nature: В нанотрубках обнаружена сверхэластичность, вызванная окислением | |
Окисление может ухудшить свойства и функц... |
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды | |
Новое исследование физики вибрирующих нанопузы... |
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной | |
Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни... |
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения | |
Нейродегенеративными заболеваниями, такими как... |
Nature Nanotechnology: Созданы новые пикопружины для биомедицинских нужд | |
Исследователи из Хемница, Дрездена и ... |
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод | |
Исследовательская группа, состоящая из со... |
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах | |
Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б... |
Nano Today: Революционные нанодроны делают возможным таргетное лечение рака | |
Новаторское исследование, проведенное под ... |
Создан нанокатализатор для преодоления ограничений технологии электролиза воды | |
Зеленый водород можно получить с помощью ... |
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры | |
У всех представителей животного царства есть ж... |
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей | |
Исследование, проведенное докторантом Пабло С.... |
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц | |
Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ... |
Создан наноматериал, безопасно удаляющий прекурсоры мелкодисперсной пыли | |
За последнее десятилетие состояние мелкодиспер... |
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона | |
Нанопластики взаимодействуют с особым бел... |
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл | |
Наноинженеры создали квазикристалл &mdash... |
Наночастицы Plug and play могут упростить борьбу с разными биологическими целями | |
Инженеры Калифорнийского университета в С... |
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе | |
Исследователи показали, что принципы рабо... |
Из нанотрубок убрали углерод, и их стало намного больше | |
Исследователи из Tokyo Metropolitan Unive... |
Cочетание 2d материалов приводит к созданию структур с удивительными свойствами | |
Создание новых материалов путем комбинирования... |
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь | |
Высокотемпературное пламя используется для&nbs... |
Квантовые стержни открывают трехмерную глубину изображений виртуальной реальности | |
Телевизоры с плоским экраном, в кото... |
Физики представили новую технологию изготовления графеновых устройств | |
Думаете, что знаете о материале все?... |
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками | |
Инженеры разработали наноразмерные татуировки&... |
Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани | |
Самое удивительное, что они там, каж... |
Разработан простой и эффективный способ контроля структур методом двухфотонной литографии | |
Новый способ контроля наноразмерного производс... |
Держать удар: ученые улучшили нанопену для защитного спортивного снаряжения | |
Открытие того факта, что футболисты, полу... |