氧化石墨烯成海水化淡明日之星 港人不用再挨贵价东江水不是梦?

撰文: 欧敬洛
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石墨烯是一种纳米级的薄膜,被称为“Miracle Material”的神奇物料,有着非常大的应用潜力。
过去有研究显示,石墨烯可用作海水化淡,但碍于成本高难以应用。最新研究发现其氧化版本有相同的过滤效能,有望发展成低成本高效过滤装置,将来廉价海水化淡或许不再是个可望而不可及的遥远梦想。

石墨烯(六角型蜂巢状)可阻隔大型的粒子通过,起到过滤效果。(网络图片)

石墨烯是碳的一种,与一般的碳不同,它的碳原子以完美的六角型蜂巢状排列,与钻石一样呈透明但以薄膜形式存在(钻石亦是碳的一种)。因有着高强度、高导热系数和极低电阻,有望成为新一代的材料,应用在电子工业甚至宇航科技上。

六角型蜂巢状排列的石墨烯。(网络图片)

  出色过滤能力 效能较现今技术高数倍

同时亦因其六角型蜂巢结构,研究发现石墨烯有出色的过滤效能。2012年有研究显示石墨烯可应用在海水化淡,把海水中的杂质与盐分过滤,因为是直接过滤,效能是今天应用的逆渗透技术数倍以上。然而因制造纯石墨烯的过滤膜颇为昂贵,要广泛应用有一定困难。

最近一队来自英国曼彻斯特大学的研究人员发现,利用氧化石墨烯可以有同样的过滤效果,而制造氧化石墨烯比纯化石墨烯简单便宜,有望进一步发展过滤技术,并应用在海上化淡身上。

“相比一块纯净石墨烯,氧化石墨烯的成本更低,可制作的规模更大。”负责领队Rahul Nair教授说道。

  有望降低海水化淡成本

氧化石墨烯与纯石墨烯同样呈蜂巢结构,但因其他氧化粒子存在而变得复杂。一般氧化石墨烯遇水会膨涨,海水中的盐分子可从蜂巢结构中通过,但研究团队找到方法令其保持结构形状,还能控制六角孔的大小,阻隔盐分子和让最细小的水分子通过,以达到过滤效果。

有关发现已刊登在新一期的《自然》期刊上,氧化石墨烯的强度实验将会是今后的研究课题。有关发现可望降低海水化淡成本,最终解决贫穷地区国家购买水资源的问题。

(BBC)