Из графенового аэрогеля напечатали эффективные фильтры для воды
Физики объединили несколько полезных манипуляций с графеном, создав легкие и весьма эффективные фильтры для очистки воды
Графен уже проходил этот путь — его напечатали на 3D-принтере, превратили в аэрогели и использовали в качестве фильтра для воды. Но команда говорит, что в их случае это первый раз, когда все три модификации проходят одновременно.
Для этого исследователи создали новый тип графеновых чернил для 3D-принтера. Они добавили два полимера- полидофамин и бычий сывороточный альбумин, — чтобы придать ему нужную консистенцию, а затем распечатали его на сетке в форме шестиугольника. После эту структуру высушили вымораживанием в аэрогель.
Затем команда проверила, насколько хорошо получившийся фильтр может удалять из воды различные загрязнения. Лучше всего он работал с такими органическими растворителями, как гексан, гептан и толуол, удаляя 100% загрязняющих веществ за 10 циклов. Он также отсеивал тяжелые металлы, такие как свинец и хром, и органические красители, такие как анионный синий Эванса и катионный метиленовый синий. Однако в последнем случае эффективность снизилась на 20% уже после третьего курса.
Нанолисты графена в прошлом показывали многообещающие результаты в области фильтрации воды, но их труднее производить в больших масштабах. Команда говорит, что создание графеновых аэрогелей с помощью этой новой техники упрощает их масштабирование. Они также многоразовые и, по-видимому, не оставляют следов в воде, выходящей с другой стороны фильтра.
«Цель состоит в том, чтобы безопасно удалить загрязняющие вещества из воды без выделения каких-либо проблемных химических остатков», — говорит Нирупам Айч, соавтор исследования. «Созданные нами аэрогели сохраняют свою структуру при попадании в системы очистки воды, и их можно применять в самых разных системах такого типа».