Когда листы двумерных наноматериалов, таких как графен, укладываются друг на друга, между ними образуются наноканалы. Ученые смогли ориентировать эти наноканалы так, чтобы многослойный графен мог фильтровать воду и другие жидкости.
Один слой графена хорошо, а несколько — лучше. И правда, ведь несколько слоев графена могут образовать наноканалы, которые эффективно очищают жидкости от примесей
В последнее время ученых все больше привлекают многослойные наноматериалы. Если сложить вместе несколько листов, например, графена, между ними будут формироваться пространства определенной формы, в которых можно хранить или синтезировать какие-либо соединения, а также использовать их для фильтрации.
При определенном положении листов относительно друг друга между ними формируются наноканалы, которые можно использовать для очистки жидкости от примесей. Однако есть одна проблема: при обычном методе синтеза каналы в таких листах ориентированы горизонтально — вдоль плоскости графенового листа. Это значит, что если вода будет течь через такой материал, никакой фильтрации не будет, так как каналы расположены перпендикулярно потоку.
Но ученые придумали решение этой проблемы. Новый метод заключается в укладке графеновых листов на эластичную подложку, которая затем растягивается. После нанесения листов напряжение с подложки убирают и она сжимается. Когда это происходит, многослойная структура на подложке «сморщивается», формируя вертикальные каналы.
Как только каналы становятся почти вертикальными, материал помещают в эпоксидную смолу, а затем обрезают его верхнюю и нижнюю части, чтобы открыть доступ к наноканалам. Исследование показало, что водяной пар может легко проходить через графеновый фильтр, в то время как гексан — более крупная органическая молекула — задерживается им. Исследователи планируют продолжить разработку технологии, ориентируясь на потенциальные промышленные или бытовые применения.
Hurt lab / Brown University
Строение графеновой мембраны
