@ 2012.07.08 , 16:18
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石墨烯有望成为史上最完美过滤器

当水分子(图中所示红色和白色部分)和钠离子、氯离子(绿色和紫色部分)遇到孔径合适的石墨烯时,水分子能够穿过,盐中的纳、氯离子则被阻止。

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所有用石墨烯可以完成的事中,未来将再添一笔:净化饮用水。石墨烯可以经济方便地除去海水中的盐分,这无疑将海洋变成浩瀚的饮用水储备资源。只要制成合适的孔径,石墨烯几乎可以用作任意目的的过滤器。

脱盐作用的关键是石墨烯必须有合适大小的孔径,使得水分子能顺利通过,而盐不能。理想尺寸是1纳米,甚至四分之三纳米对水分子来说都太小。石墨烯孔阻止的并不是粗盐晶体,而是组成盐本身的原子。

石墨烯在很多方面都有特殊的性能:石墨烯一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,是目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,且具有重要的电学性质。其中最短的键仅为0.14纳米,所以才能以紧密的构型结合在一起,虽然一般情况下很难实现。在麻省理工学院(MIT),材料科学家 Jeffrey Grossman 和毕业生们已经建立了电脑模型来确定正确的孔径尺寸。也许需要用氦原子轰击石墨烯来制造合适大小的孔径,又或许纳米结构技术能制成合适大小的石墨单层。而石墨孔也必须用其他化学物质处理,使其能够与水分子相互作用。

一旦构建成功,这样一个水净化系统将非常简单,至少是低能耗的。现代脱盐技术需要大量能源使水能在高压下通过过滤膜。而石墨单层可以与盐水中的原子互相反应,从而被动地过滤。在普通脱盐系统的条件下,石墨系统将以其几百倍的速率反应,也可在更低的压力下进行,从而降低成本。本文译自 popsci,由译者 老人爱怡 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 21+1

  1. 1343151

    就石墨烯那点强度?

  2. 小猫吃包子
    @5 years ago
    1343153

    话说不会堵么? 堵了怎么办?

    [16] XX [1] 回复 [0]
  3. 盖世太煲
    @5 years ago
    1343157

    理论上而已…

  4. metatron
    @5 years ago
    1343165

    智子已经锁住了人类的科技···无望的···人类··

    [19] XX [9] 回复 [0]
  5. 1343167

    虽不知,但觉厉

  6. 1343171

    比水更小的分子呢

  7. 1343177

    提醒小编注意,graphene是石墨烯,不要给翻译成石墨。另外这东西本身虽然是很好的材料但是那是按尺寸算的,单层原子是根本不可能挡得住实际过滤的静压的,何况这个结果还要求在graphene上开孔。还有无需供能是翻译错误。原文只是说低能耗。无需供能就海水脱盐这种违反热力学第二定理的事情是不会发生的。

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  8. wo夜风ow
    @5 years ago
    1343179

    石墨让自给自足成为可能…

  9. 1343191

    怎么可能不需要供能,别忘了在熵增的现实中,盐水自净和世界和平一样天方夜谭。

  10. 1343239

    海水淡化的副作用呢,剩下的高浓度盐水可是堪比死海啊

  11. 1343369

    感觉贝爷是不用这种设备的。贝爷用草。

  12. Anubis
    @5 years ago
    1343375

    怎么控制孔的大小啊…看这个图,他的孔径大小完全是由键长决定的唉

  13. 1343473

    用电清洁?

  14. 1343531

    只要制成合适的孔径,石墨烯几乎可以用作任意目的的过滤器。
    岂不是可以做套套么~~~

    [12] XX [0] 回复 [0]
  15. 黑出翔
    @5 years ago
    1343619

    嘘……别让方滨兴看到了,要不然我们以后就完了

  16. Shaundakul
    @5 years ago
    1343951

    制作合适孔径的过程会消耗大量能源吧……

  17. 不知道
    @5 years ago
    1343969

    @Xi:

    在密闭的环境里面建造一个面积巨大而且很浅的水池可能可以吧,水的深浅可以弄到很浅很浅,或者以雾化的方式轻喷在平铺在地上的石墨烯上面,当然了,如果是单层石墨烯…….喷雾也顶不住那完全没有实用价值啊……..

  18. 1344693

    貌似清华也在搞类似的项目,分布式计算平台Boinc上有那个项目

  19. sanders
    @5 years ago
    1344835

    贝爷才不会用这玩意过滤自己的尿哪

  20. 排队过马路
    @5 years ago
    1345555

    我想知道这个可以过滤蝌蚪么⊙

  21. walkerxk
    @5 years ago
    1346775

    渗透压表示毫无压力

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