Есть ли что-нибудь, на что графен не способен? Исследователи из Массачусетского технологического института нашли еще одно применение для сверхдостижения чудо-материала, сделав многоразовый фильтр из пены оксида графена, который действует как магнит для урана, эффективно вытягивая радиоактивный элемент из питьевой воды.
Уран может попадать в источники воды из природных отложений в горных породах или через отходы атомных электростанций или горнодобывающих предприятий. Попав туда, он невидим невооруженным глазом, и не нужно принимать очень большие дозы, чтобы нанести вред здоровью человека.
Ученые привлекли любимый всеми материал. Было обнаружено, что пена оксида графена настолько хорошо подходит для вымывания урана из воды, что по стандартам EPA она стала пригодной для питья в течение нескольких часов. 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. Это расщепляет воду вокруг пены и выделяет водород, который увеличивает pH в этой области. Это, в свою очередь, вызывает химическое изменение, которое привлекает ионы урана к поверхности пены. Как ни странно, команда обнаружила, что уран на самом деле кристаллизовался в ранее неизвестную форму гидроксида урана.
Многоразовая пена оксида графена (3D-FrGOF) используется в качестве электролитического электрода для осаждения на месте для извлечения урана из загрязненной воды. Фото: Courtesy of the researchers.
Пена оксида графена способна улавливать большое количество загрязняющего вещества, и как только его будет собрано достаточно, его можно легко удалить, просто изменив направление электрического заряда, заставив его сразу соскользнуть. После этого пена готова к повторному использованию.
«Каждый раз при использовании наша пена может улавливать уран в количестве в четыре раза больше собственного веса, и мы можем достичь экстракционной способности 4000 мг на грамм, что является значительным улучшением по сравнению с другими методами», - говорит Джу Ли, ведущий исследователь исследования. «Мы также сделали большой прорыв в возможности повторного использования, потому что пена может пройти семь циклов без потери эффективности извлечения».
Команда говорит, что этот метод недорогой и может быть реализован на разных этапах водной инфраструктуры. Фильтры также могут быть модифицированы для борьбы с другими загрязнителями - тяжелыми металлами, такими как свинец, ртуть и кадмий.
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials.
Источник: MIT
