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  • Caso de amor de grafenos com água

    Crédito:Universidade de Manchester

    O grafeno provou ser um material maravilhoso com uma vasta gama de propriedades únicas. Entre as maravilhas menos conhecidas do grafeno está seu estranho caso de amor com a água.

    O grafeno é hidrofóbico - repele a água - mas capilares estreitos feitos de grafeno sugam a água vigorosamente, permitindo sua rápida penetração, se a camada de água tiver apenas um átomo de espessura - isto é, tão fino quanto o próprio grafeno.

    Esta propriedade bizarra atraiu intenso interesse acadêmico e industrial com a intenção de desenvolver novas tecnologias de filtragem e dessalinização de água.

    Capilares de grafeno de um átomo de largura agora podem ser feitos facilmente e de forma barata empilhando camadas de óxido de grafeno - um derivado do grafeno - umas sobre as outras. As pilhas de camadas múltiplas resultantes (laminados) têm uma estrutura semelhante a nácar (madrepérola), o que os torna também mecanicamente fortes.

    Dois anos atrás, Pesquisadores da Universidade de Manchester descobriram que membranas finas feitas de tais laminados eram impermeáveis ​​a todos os gases e vapores, exceto para a água. Isso significa que mesmo o hélio, o gás mais difícil de bloquear, não consegue passar pelas membranas, ao passo que o vapor de água passou sem resistência.

    Agora, a mesma equipe liderada pelo Dr. Rahul Nair e Prof Andre Geim testou o quão boas são as membranas de grafeno como filtros para água líquida. Os resultados aparecem na última edição (14 de fevereiro, 2014) de Ciência .

    Os pesquisadores relatam que, se imerso em água, os laminados ficam ligeiramente inchados, mas ainda permitem um fluxo ultrarrápido de não uma, mas duas monocamadas de água.

    Sais pequenos com tamanho inferior a nove Angstroms podem fluir, mas íons ou moléculas maiores são bloqueados. Dez Angstroms é equivalente a um bilionésimo de um metro.

    Os filtros de grafeno têm uma malha surpreendentemente precisa que os permite distinguir entre as espécies atômicas que são apenas alguns por cento diferentes em tamanho.

    Além dessa separação ultraprecisa, também é ultrarrápido. Os íons que podem passar o fazem com tanta velocidade como se as membranas de grafeno fossem um filtro de café comum.

    O último efeito é devido a uma propriedade que os cientistas de Manchester chamam de "esponja de íons". Seus capilares de grafeno sugam pequenos íons como aspiradores poderosos, levando a concentrações internas que podem ser centenas de vezes maiores do que em soluções salinas externas.

    O Dr. Nair disse:"A filtração da água é tão rápida e precisa quanto se poderia esperar para capilares tão estreitos. Agora queremos controlar o tamanho da malha de grafeno e reduzi-la para menos de nove Angstroms para filtrar até os menores sais, como na água do mar. Nosso trabalho mostra que isso é possível. "

    Dra. Irina Grigorieva, um co-autor do estudo, acrescentou:"Nosso objetivo final é fazer um dispositivo de filtro que permita um copo de água potável feito de água do mar após alguns minutos de bombeamento manual. Ainda não chegamos lá, mas isso não é mais ficção científica".


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