石墨烯“篩子”可除掉鹽類離子 助力海水淡化技術再升級

海水淡化一直是水處理領域亟待攻克的命題，此次曼徹斯特大學的科學團隊在石墨烯氧化物膜的基礎上更進一步，成功制成了可以篩掉離子的“篩子”。據說，此前石墨烯氧化物膜就已經能夠阻斷較大的鹽類，這次研究的突破在于可以精確控制膜中的孔徑，從咸水中過濾出普通的鹽，保證飲用的安全性。

精確控制“篩子”孔徑 海水淡化技術再升級

科學家用石墨烯制成了可以篩掉鹽類離子的“篩子”

據了解，曼徹斯特大學科學家的新發現已經發表在《自然˙納米技術》雜志上。此前，石墨烯氧化物膜已經顯示出了進行氣體分離和水過濾的強大潛力，它們已經被證實可以用于過濾掉小納米顆粒，有機分子甚至是大顆粒鹽的能力。然而，石墨烯氧化物膜并不能用于篩出脫鹽技術中的普通鹽類，因為它們的“篩孔”還不夠小。

曼徹斯特大學以前的研究發現，如果浸入水中，石墨烯氧化物膜會變得腫脹，雖然膜還能阻斷較大的鹽類，不過較小的鹽會與水一起通過薄膜。

曼徹斯特科學家團隊現在已經進一步開發了這些石墨烯膜，并且發現了一種避免石墨烯氧化物膜暴露于水時溶脹的方法。目前，他們已經可以精確控制石墨烯氧化物膜中的孔徑，從而可以從咸水中過濾出普通的鹽，保證飲用的安全性。

當普通鹽溶解在水中時，它們總是在鹽分子周圍形成水分子的“殼”。這讓氧化石墨烯膜的微小毛細管阻擋鹽與水一起流動。那些獨立的水分子能夠通過膜屏障，相當快速地通過。

曼徹斯特大學的Rahul Nair教授說：“實現到原子尺度的確定濾孔是一個重大的進步，這將為提高脫鹽技術的效率開辟新的可能性。”

“這是這個領域的第一個明確的實驗，我們還證明了我們可以通過改變濾孔大小，實現對具有對各種濾孔大小的石墨烯膜的大規模生產。”

脫鹽技術

隨著氣候變化的影響繼續減少現代城市的供水，富裕的發達國家也在投資海水淡化技術。繼美國加州的嚴重洪災以后，主要富裕城市也越來越多地尋求替代水解決方案。

聯合國預計，到2025年，世界人口的14%將遇到缺水問題。而這種石墨烯氧化物膜技術有可能徹底改變世界各地的水過濾系統，特別是在無法建造大型脫鹽廠的國家。