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石墨烯的強度和多功能性繼續讓我們眼花–亂-一直有令人興奮的新應用被發現,如今科學家發現了一種操縱奇妙材料的方法,從而可以更好地從水中過濾掉雜質。

以前已經研究了由碳原子組成的二維材料作為淨化水的一種方法,但是這種新方法可能提供最有希望的方法。這完全取決於對所謂的範德華間隙的利用:當二維奈米材料彼此疊置時,它們之間會出現微小的間隙。

這些奈米通道可以以多種方式使用,科學家現在正在探索,但是石墨烯的稀薄會導致過濾問題:液體必須花費大量時間沿水平面而不是垂直方向行進,快得多。

為了解決這個問題,這項新研究背後的團隊使用了一種彈性基底,將石墨烯層壓縮成一系列微觀的峰谷。這意味著液體可以沿峰的垂直方向向下滑動,而不是沿水平方向穿越開放的平原(當然都是奈米級)。

麻省理工學院(MIT)的材料科學家Muchun Liu說: “當您開始使石墨烯起皺時,您正在將薄片和通道傾斜到平面外。”

“如果皺很多,通道最終幾乎會垂直對齊。”

為了完成該效果,在修整峰頂和谷底之前,將石墨烯和基底固定在環氧物質中。它使液體更快地透過石墨烯,同時仍可以進行過濾。

Liu和她的同事將這種新材料命名為VAGMEs(垂直排列的石墨烯膜),並且進一步找到了可以使飲用水安全飲用的用途。

布朗大學的化學工程師羅伯特·赫特(Robert Hurt)說: “我們最終得到的是一種膜,它們具有短而狹窄的通道,只有很小的分子才能透過。”

“因此,例如,水可以透過,但是有機汙染物或某些金屬離子將太大而無法透過。因此,您可以將它們過濾掉。”

下一步將付諸實踐,並制定出一個實用的過濾系統,但是理論是合理的。該材料透過允許水蒸氣流過,同時捕獲了較大的己烷 分子,從而通過了首次測試之一。

科學家們說,最終這些VAGME可以在工業或家庭過濾系統中找到用途–只是石墨烯在各種不同科學領域中使用的許多有前途的方式之一。

專家稱,至於在超薄2D材料(例如石墨烯)之間執行的奈米通道,在這裡也有很大的潛力。科學家越仔細地觀察這些奈米材料,就會發現更多。

赫特說: “在過去十年中,整個領域湧現出來,以研究二維奈米材料之間形成的這些空間。”

“您可以在其中生長事物,可以在其中儲存事物,並且在奈米流體這個新興領域,您正在使用這些通道過濾一些分子,同時讓其他分子透過。”

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