Идеальный фильтр: как ученые додумались использовать графеновую пену, чтобы очищать воду от примесей урана
Есть ли в мире что-нибудь, на что не способен графен?
Уран может попадать в источники воды из природных отложений в горных породах или через отходы атомных электростанций и горнодобывающих предприятий. Он невидим невооруженным глазом, и для нанесения вреда здоровью человека его нужно совсем немного.
Ученые из MIT обнаружили, что пена оксида графена настолько хорошо подходит для вымывания урана из воды, что по стандартам EPA та стала пригодной для питья всего после нескольких часов фильтрации. Более того, пену можно было очистить и использовать повторно несколько раз без потери ее эффективности.
Чтобы заставить материал работать, сначала через пену пропускают электрический заряд. Так расщепляется вода и выделяется водород, который увеличивает pH в области очистки. Это, в свою очередь, вызывает химическое изменение, которое привлекает ионы урана к поверхности пены. Как ни странно, команда обнаружила, что при этом сам уран кристаллизуется в ранее неизвестную форму гидроксида урана.
Пена оксида графена способна улавливать большое количество загрязняющего вещества, и как только его будет собрано достаточно, грязь можно легко удалить, просто изменив направление электрического заряда, заставив оксид «соскользнуть» с поверхности материала. После этого пена готова к повторному использованию.
«Каждый раз при использовании наша пена может улавливать количество урана, в четыре раза превышающее ее собственный вес. Мы можем достичь экстракционной способности 4000 мг на грамм, что является значительным улучшением по сравнению с другими аналогичными методиками», — заявил Джу Ли, ведущий исследователь исследования. «Мы также совершили большой прорыв в возможности повторного использования, поскольку пена может пройти семь циклов без потери эффективности извлечения урана из воды».
Команда уверяет, что данная методика сравнительно дешева и может быть реализован на разных этапах водной инфраструктуры. Фильтры также могут быть модифицированы для борьбы с другими загрязняющими тяжелыми металлами, такими как свинец, ртуть и кадмий.