【擅長炭膜分離液體】

明道

【擅長炭膜分離液體】

 

 

在曼徹斯特：石墨烯膜

兩個獨立的小組已作出了超薄，增碳為基礎的膜具有非凡的性能，可用於在一個範圍內的應用程序，從水過濾石油加工。

一個團隊，總部設在英國曼徹斯特大學的，從的石墨烯oxided，似乎是高滲透性水，其他液體和氣體滲透膜。

另一組，在日本國立材料科學研究所，膜類金剛石碳（DLC）是高度滲透到某些有機溶劑，而不是別人。

曼徹斯特隊是由安德烈·海姆，誰共同發現了石墨烯在2004年。

石墨烯是一種片材的碳只有一個原子厚的原子排列在晶格。

氧化石墨烯是像普通的石墨，但覆蓋有分子，如羥基（OH）。

氧化石墨烯片材之上相互疊加，形成極薄的膜。

Geim和他的同事們發現，水通過一個膜的氧化石墨烯的非常快，而所有其他的氣體和液體被完全堵塞的電影。

我們知道，氦，例如，可以通過幾個毫米厚的玻璃，以阻止水完全，所以石墨烯氧化膜中觀察到的行為，我們不能有任何陌生人洩露，小組成員說：伊琳娜Grigorieva。

通過空氣一樣

該膜包括數以百萬計的小薄片與薄片之間的納米尺寸的空信道（或毛細管）的氧化石墨烯。

據研究人員中，水是能夠通過毛細管流動，但無任何摩擦。

更令人驚訝的是，雖然如此之快，它通過率是一樣的，如果它是通過一個空的石墨烯氧化物薄片的水擴散。

氧化石墨烯片被佈置在這樣一種方式，有房間只為1層的水分子。

當水穿過毛細血管，阻止了通道，因此不會允許任何其他物質要經過解釋說，Grigorieva。

然而，在缺水的情況下，毛細血管收縮，通過這樣的方式，不要讓任何事情。

這就是為什麼該材料的一切，但水是不可滲透的。

這個新的屬性可能是很重要的過濾器和選擇性膜的設計師，她說，和的情況下，你需要去除水分，同時保持所有其他成分的混合物或容器。

這項工作還表明，在納米尺度上的現象看到那些在日常生活中，宏觀世界是如此不同。

這些現象違反我們的直覺，但也敞開大門，以一個完全不同的世界，她告訴physicsworld.com。

精彩的創意所需要的

我們的分離和過濾技術專家在仔細考慮這些新的結果，海姆。

我希望，他們會拿出很多輝煌的應用理念。

在曼徹斯特的研究人員，他們說，他們將繼續尋找其他不尋常的行為，石墨烯。

你可以不知道還有什麼石墨烯在我們的商店，補充說：海姆。

此外，在日本，泉一之瀨和他的同事國立材料科學研究所的茨城縣已經建立，是非常透水一些有機溶劑的碳納米片。

事實上，膜被用於分離有機染料的價格1000倍的速度比市售的膜。

類金剛石碳（DLC） - 的非晶質材料，其中碳原子之間的鍵是類似於那些在金剛石的膜製成的。

該小組提出了通過等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）鎘納米鏈的 - 然後被蝕刻掉，留下一個獨立的DLC膜的超薄基板上的幾個不同的有機氣體的膜。

最成功的使用乙炔膜，但膜也利用吡啶和六甲基二矽氧烷。

將得到的自由站立的DLC膜的厚度約30nm，約1nm直徑的微小孔隙，每個膜的表面的大約12％的被穿孔。

研究人員測量了彈性的膜，他們發現在範圍90-170 GPA的。

這是看齊金屬如銅和鈦。

正己烷是最快的

然後，研究人員看的電影是10個不同的有機溶劑的滲透。

他們發現，己烷 - 汽油（汽油）的主要組成部分 - 是最快的移動通過該膜。

的醇丁醇是最慢的穿過去，移動時的速度約10％的己烷。

根據一瀨，膜是第一的納米孔結構是可滲透的有機溶劑 - 而不是水。

因此，小組認為該膜可以有一個範圍的實際應用，包括清理化學品洩漏，在食品工業中的石油開採和生產生物燃料。

事實上，一之瀨告訴physicsworld.com，該小組目前正在對“大型多孔碳納米片”的發展。

原則上，該球隊的技術可以被用來使在工業規模上的膜。

但在此之前可以做到這一點，球隊必須找到一種低成本的替代鎘基板。

根據一瀨，可行的替代方案包括耐用的碳纖維片材，或交聯的聚酰亞胺片材。

塞斯德克爾說，在荷蘭的代爾夫特理工大學的研究結合在一起時，揭示了一個“意外現象” - ，超薄碳膜可以有，是非常有選擇性的對某些分子的滲透率值。

兩支球隊的工作是在兩個不同的科學論文報告。

關於作者

百麗Dumé特約編輯在nanotechweb.org和麥高約翰斯頓是編輯器的physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jan/27/carbon-membranes-excel-at-separating-liquids