» »

Grafen ne le za tranzistorje, ampak tudi čiščenje vode

Extremetech - Grafen vse bolj postaja čudežni material 21. stoletja, saj se njegove mnogotere uporabnosti kar množijo. Na naši strani smo v prvi vrsti navdušeni nad grafenskimi čipi, tranzistorji in vezji, ki bi v prihodnosti mogli nadomestiti silicijeve in za več velikostnih razredov pohitriti računalnike, a to ni edina zmožnost njegove uporabe. Že pred leti so znanstveniki ugotovili, da je grafen tudi najtrši znani material, na MIT-u pa so v zadnjem času pokazali, da ga lahko uporabljamo tudi za razsoljevanje vode.

Razsoljevanje morske vode je dandanes sorazmerno drag postopek, ki ga uporabljajo le bogate države brez zadostnih virov sladke vode. Izvaja se z reverzno osmozo, kjer potrebujemo na visoke tlake odporne polprepustne membrane. Te prepuščajo vodo (in dovolj majhne delce), večjih pa ne. Zaradi težnje po izenačitvi kemijskih potencialov vode na obeh straneh raztopine voda spontano teče iz manj koncentriranega prekata (tod imamo v mislih koncentracijo topljenca v vodi) v bolj koncentriranega, posledica pa je osmotski tlak. Če v obratni smeri pritisnemo večji tlak, voda skozi membrano teče v obratni smeri in iz slane vode pridobivamo sladko. Problem tega postopka je cena, vzdržljivost membran in počasnost.

Grafen ta postopek pospeši za okoli tisočkrat, so ugotovili na MIT-u. Njegova prednost je njegova tankost, saj je vsaka plast grafena debela le en atom. Material je hkrati porozen, in sicer je poroznost mogoče celo uravnavati. V praksi sicer postopek uravnavanje velikost por še ni povsem dodelan, a razvoj intenzivno poteka. Ko imamo enkrat plast grafena s porami ustrezne velikosti, skozi katere lahko uidejo molekule vode, ne pa tudi ioni. Rezultat je sladka, skoraj deionizirana voda.

To ni prvi primer, ko so znanstveniki za razsoljevanje vode uporabili nanoporozne materiale. Je pa gotovo eden najbolj zanimivih poizkusov, saj kaže najboljše obeti in povrhu uporablja grafen, ki nas še posebej zanima. Grafen v vodi tudi ni strupen, tako da filtri ne predstavljajo zdravstvenega tveganja. Rešiti je sicer treba še dva problema, in sicer sintetizirati grafen s porami izključno prave velikosti ter poskrbeti za mehansko stabilnost grafenskih membran. Raziskave tudi kažejo, da je smiselno ogljikove atome v okolici por funkcionalizirati, še najraje s hidroksilnimi skupinami, saj s tem po eni strani zmanjšamo njihovo kemijsko reaktivnost po drugi strani pa olajšamo prehod vode.

Grafen mimogrede zmore tudi proizvajati elektriko iz svetlobe (fotovoltaika), iz njega pa bi v teoriji lahko izdelali tudi upogljive superkondenzatorje. Zamisli je torej cel kup, a še vedno nismo dočakali nobenega delujočega izdelka iz grafena. Upajmo, da ne bo ostalo le pri raziskavah in napovedih.

18 komentarjev

Lion29 ::

sej sem ze veckrat rekel, da ko bo zagustlo in bo zahodnemu svetu res acelo primanjkovat pitne vode, bodo desalinizatorji postalio glavna prioriteta ins e bo hitro naslo par poceni resitev

super zadevsna, sam zakaj filtri? a ni kak kemicen proces lazji?
Frontend UI/UX developer

RejZoR ::

Zakaj že? Sej vode imamo vsi dost, problem je njena kvaliteta. Ne vem zakaj bi razsoljevanje karkoli rešilo če pomislimo, da je morje pravzaprav ena ogromna svinjska luža polna težkih kovin. V obeh primerih bi moral vodo filtrirat na molekularnem nivoju, da bi odstranili vse škodljive delce, pol pa je vseeno al to počnemo z obstoječo umazano sladko vodo ali pa bi še razsoljevali morsko...

Sam saturacija težkih kovin v morski vodi očitno nikogar ne briga, CO2 je pa groznogrozni plin ob katerega se vsi obregajo že vrsto let pa ima na vse okoli nas pravzaprav daleč najmanjši vpliv, krepko manjši od težkih kovin, ki se jih zlepa ne moreš losat, ne iz okolja in ne iz organizmov.
RejZoR's Flock of Sheep @ rejzor.wordpress.com

Matako ::

Za izdelke iz grafena velja časovna ocena "še deset do dvajset let" (za razliko od visokozmogljivih baterij, ki bodo čez "pet").
/\/\.K.

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: Matako ()

Cebela ::

RejZoR je izjavil:

Zakaj že? Sej vode imamo vsi dost, problem je njena kvaliteta. Ne vem zakaj bi razsoljevanje karkoli rešilo če pomislimo, da je morje pravzaprav ena ogromna svinjska luža polna težkih kovin. V obeh primerih bi moral vodo filtrirat na molekularnem nivoju, da bi odstranili vse škodljive delce, pol pa je vseeno al to počnemo z obstoječo umazano sladko vodo ali pa bi še razsoljevali morsko...

Sam saturacija težkih kovin v morski vodi očitno nikogar ne briga, CO2 je pa groznogrozni plin ob katerega se vsi obregajo že vrsto let pa ima na vse okoli nas pravzaprav daleč najmanjši vpliv, krepko manjši od težkih kovin, ki se jih zlepa ne moreš losat, ne iz okolja in ne iz organizmov.


Če skozi poro ne more preiti ion Na ali Cl, zelo težko verjamem da lahko preide ion težke kovine, kateri so mnogo večji. Res da so Na in Cl ioni obdani s hidratacijskem ovojem, vendar vseeno mislim da so kovinski ioni večji.

gruntfürmich ::

Te prepuščajo vodo (in dovolj majhne delce), večjih pa ne.

ni čisto tko. RO se ne izvaja na principu filtracije, ampak na principu difuzije, ki pa nima bistvene povezave z velikostjo por, da ne bo kdo napačno menil da prihaja tu do 'presejalnega' efekta, da se filtrira glede na to če gre določena molekula čez poro ali ne.

glede pitne vode pa tudi jst menim da je to natolcevanje odveč, da je bo zmanjkalo.
če so jo zdajšnja področja sposobna še naprej tako filtrirati je odvisno samo od padavin in ničesar drugega.
zeleni fašisti pa še kar svojo nabijajo...
"Namreč, da gre ta družba počasi v norost in da je vse, kar mi gledamo,
visoko organizirana bebavost, do podrobnosti izdelana idiotija."
Psiholog HUBERT POŽARNIK, v Oni, o smiselnosti moderne družbe...

CoolBits ::

Ja najprej zrak, kmal bo voda... na vse bi davek nabijali.

NiggerBob ::

Od kod na Slo-Techu stalno ponavljajoča se ideja, da "bogate države brez zadostnih virov sladke vode pridobivajo pitno sladko vodo z reverzno osmozo"???
To je neresnica, saj pridobivajo pitno vodo po principu uparjanja morske vode. Nastali destilirani vodi se dodajajo minerali in ostalo in se potem šiba v vodovodno omrežje.
"Hrabri umrejo samo enkrat, strahopetci umirajo tisočkrat"

Barbarpapa2 ::

Pozdrav

NiggerBob, oboje je res. Postopek z uparjanjem je v uporabi in je v preteklosti predstavljal glavni (in edini) postopek. Danes je reverzna osmoza "in". Pri večini novo instaliranih razsoljevalnih naprav gre za ta tip. Malo branja:

Desalination @ Wikipedia


LP

Jože

gruntfürmich ::

glede pridobivanja pitne vode iz RO nisem na tekočem, vendar pridobivanje 'navadne' vode iz RO ni tako čist proces, da bi ga upal uporabit za pitno vodo, čeprav točnih analiz ene in druge vrste ne poznam. v ro se dodaja kar dosti kemikalij, da se membrane ne mašijo
"Namreč, da gre ta družba počasi v norost in da je vse, kar mi gledamo,
visoko organizirana bebavost, do podrobnosti izdelana idiotija."
Psiholog HUBERT POŽARNIK, v Oni, o smiselnosti moderne družbe...

Mipe ::

Čakam, da ugotovijo, da je grafen učinkovit afrodiziak. Šele takrat se bo zares začel razvijati. :P

SuperVeloce ::

Iz novice... kako je lahko destilirana ali RO voda kakorkoli poimenovana "sladka voda"? Sladka voda ima mnogo mineralov, RO in še posebi pravilno destilirana pač ne.

PS: tista "destilirana" voda, ki se jo kupuje v trgovinah, je dejansko RO voda (možno da preko slabih filtrov oz. znucanih). Kamot se pa lahko kupi kvalitetno RO napravo, kateri bi z dodatkom mineralov rade volje pil (brez bojazni kemikalij, kot je nekdo pisal zgoraj)
Main desktop: i7 4790 + 212evo, h87m pro4, 7870xt, 2x8GB 1600CL8

Zgodovina sprememb…

HairMan ::

Matako je izjavil:

(za razliko od visokozmogljivih baterij, ki bodo čez "pet").

link? tenkju
Whenever people agree with me, I feel I must be wrong...

Kandidat ::

Očitno je moderator izbrisal vse poste, ki se nanašajo na opozorilo, da je v članku uporabljen napačen termin.
(Grafen ni najtrši ampak najbolj trden material.) Aja, pa popravka v prispevku še ni.

Hkrati s tem pa sem imel v svojem postu še komentar na uporabo grafena, ki mislim, da se tiče te tematike. Vse je izginilo.

Grajam!

fpbs ::

Že dolgo se ve, da grafen ni uporaben samo za tranzistorje, pravzaprav bi se lahko že spraševali za kaj ni uporaben:
http://www.graphene-info.com/tags/graph...

vidz81 ::

@Lion29
Zakaj bi zahodnemu svetu začelo primanjkovati vode?
Prej Indiji, Kitajski in Afriki...
Eni so res apriori proti Zahodu, pa pojdi na Kitajsko, veseli te bodo, kao...

Lion29 ::

vidz81 je izjavil:

@Lion29
Zakaj bi zahodnemu svetu začelo primanjkovati vode?
Prej Indiji, Kitajski in Afriki...
Eni so res apriori proti Zahodu, pa pojdi na Kitajsko, veseli te bodo, kao...



te daje funkcionalna pismenost?

napisal sem KO bo zahodu.... zato ker zahod JE razvit in bodo pac razvili boljse desalinizatorje...

Ko pa bo vzhodu zmanjkalo vode, pa bodo bolj tezko naredili desalinizatorje, ker nimajo pojma...

karikirano, ampak: Got it?
Frontend UI/UX developer

vidz81 ::

Ne nisem še čisto "got it"..
glede na hitri razvoj Kitajske bi pričakoval, da bodo tudi sami razvijali (poceni) desalinizatorje, in oni so vzhod...tako, da me poudarek "na Zahodu" še vedno bega.

Lion29 ::

Lion29 je izjavil:

karikirano, ampak: Got it?
Frontend UI/UX developer


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Grafen ne le za tranzistorje, ampak tudi čiščenje vode

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
183665 (1891) Lion29
»

Sintetizirali in posneli olimpicen

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
62074 (1319) RejZoR
»

Odkrit silicijev analog grafena - silicen

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
173622 (1755) noraguta
»

IBM sintetiziral prvo grafensko vezje

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
62425 (1571) SavoKovac
»

Nobelova nagrada za fiziko 2010

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
144098 (2688) Jst

Več podobnih tem