Arkusze tlenku grafenu mogą sprawić, że brudna woda będzie bezpieczna do picia, prawda?

Nowa biopianka jest niezwykle lekka i tania w produkcji, co czyni ją realnym narzędziem do oczyszczania i odsalania wody.

Proces jest niezwykle prosty.

Zespół naukowców wymyślił sposób na wykorzystanie arkuszy tlenku grafenu z naprawdę cudownego materiału do oczyszczenia brudnej wody dla spragnionego świata. Według inżynierów z Washington University w St. Louis, nowatorskie nanomateriały hybrydowe mogą zmienić światową grę.

Mamy nadzieję, że w krajach, w których jest wystarczająco dużo światła słonecznego, takich jak Indie, będzie można wziąć trochę brudnej wody, odparować ją za pomocą naszego materiału i zebrać świeżą wodę, powiedział badacz Srikanth Singamaneni. Nowe podejście łączy celulozę produkowaną przez bakterie i tlenek grafenu, tworząc dwuwarstwową biopiankę.

Proces jest niezwykle prosty, powiedział Singamaneni. Piękno polega na tym, że nanoskalowa sieć włókien celulozowych wytwarzana przez bakterie ma doskonałą zdolność przenoszenia wody z masy na powierzchnię parowania, jednocześnie minimalizując spływające ciepło, a całość powstaje za jednym zamachem.

Projekt materiału jest tu nowatorski, powiedział Singamaneni. Masz dwuwarstwową strukturę z pochłaniającą światło nanocelulozą wypełnioną tlenkiem grafenu na górze i nieskazitelną nanocelulozą na dole. Kiedy zawiesisz to wszystko na wodzie, woda faktycznie jest w stanie dotrzeć do górnej powierzchni, gdzie następuje parowanie.

Dodał, że na wierzchu promieniuje światło i zamienia się w ciepło z powodu tlenku grafenu, ale rozpraszanie ciepła do wody znajdującej się pod spodem jest zminimalizowane przez nieskazitelną warstwę nanocelulozy. Nie chcesz marnować ciepła; chcesz ograniczyć ciepło do górnej warstwy, w której faktycznie zachodzi parowanie.

Celuloza na spodzie dwuwarstwowej biopianki działa jak gąbka, ciągnąc wodę do tlenku grafenu, gdzie następuje szybkie parowanie. Powstałą świeżą wodę można łatwo zebrać z górnej części arkusza.

Nowatorski jest również proces, w którym faktycznie powstaje dwuwarstwowa biopianka. W ten sam sposób, w jaki ostryga robi perłę, bakteria tworzy warstwy włókien nanocelulozowych, w których osadzają się płatki tlenku grafenu.

Podczas hodowli bakterii na celulozę dodaliśmy płatki tlenku grafenu do samego podłoża, powiedział główny autor Qisheng Jiang, dodając: Tlenek grafenu zostaje osadzony, gdy bakterie wytwarzają celulozę. W pewnym momencie procesu zatrzymujemy się, usuwamy podłoże z tlenkiem grafenu i ponownie wprowadzamy świeże podłoże. W ten sposób powstaje kolejna warstwa naszej pianki. Interfejs jest bardzo mocny; mechanicznie jest dość wytrzymały.

Nowa biopianka jest również niezwykle lekka i tania w produkcji, co czyni ją realnym narzędziem do oczyszczania i odsalania wody. Artykuł jest dostępny online w Advanced Materials.