グラフェンの新しいアプリケーション：高性能水フィルター

マサチューセッツ工科大学の科学者は、グラフェンシートに特定の直径の穴を開けることができる技術を開発しました 。 結果として生じる「ふるい」は、穴のサイズに応じて、イオンから大きな有機分子まで、さまざまなサイズの粒子をろ過できます。 従来の材料の膜膜は、十分に強くなるようにかなり厚くする必要があります（海水を淡水化する逆浸透プラントの場合、使用圧力は70気圧に達することがあります）。 グラフェンはプラスチックの10倍の強度があり、通常の膜が作られています。つまり、膜はより薄く、水をはるかに速く通すことができます。







グラフェンシートの穴は2段階で作成されます。 まず、グラフェンに、衝撃点でその構造を破壊するのに十分なエネルギーを持つガリウムイオンを照射します。 次に、膜を酸化剤に浸します。酸化剤は、主に欠陥の場所でグラフェンを破壊します。ほぼ同じサイズの穴がシートに現れます。 エッチングされたグラフェンが長いほど、穴の直径が大きくなります。



グラフェン1平方センチメートルあたり約1兆センチメートルの微細な細孔。 直径が約1ナノメートルの場合、細孔間の距離は4ナノメートルです。 グラフェンにさまざまな粒子を衝突させて細孔を作成する実験は以前から行われていましたが、これまで、そのサイズを広い範囲で正確に制御および変更する方法はありませんでした。



グラフェンの大きなシートを大量に安価に生産する技術はないため、産業規模でのグラフェンフィルターの使用について話すのは時期尚早ですが、新しい膜は、小規模施設の化学および生物学実験室ですでに使用できます。 コンピューターシミュレーションにより、グラフェンフィルターの透過性は、従来のフィルターの透過性の50倍になることが示されています。