研究人员开发了新的石墨烯纳米通道滤水器

布朗大学的研究人员表明，石墨烯片之间的微小通道可以对齐，使其成为水过滤的理想选择。

R.I.，普罗旺斯，普罗旺斯[布朗大学]-当二维纳米材料片（例如石墨烯）彼此堆叠时，在片之间会形成微小的间隙，具有多种潜在用途。在《自然通讯》杂志上发表的一项研究中，布朗大学的一个研究小组找到了一种方法，可以定位这些缝隙（称为纳米通道），从而使其对过滤水和其他纳米级污染物液体更加有用。

布朗工程学院教授，​​该研究的合著者罗伯特·赫特说：“在过去的十年中，整个领域涌现出来，以研究二维纳米材料之间形成的这些空间。” “您可以在其中生长事物，可以在其中存储事物，并且在纳米流体这个新兴领域，您正在使用这些通道过滤一些分子，同时让其他分子通过。”

但是，使用这些纳米通道进行过滤存在一个问题，这与这些通道的定向方式有关。就像由堆叠的纸片制成的笔记本一样，石墨烯堆栈在垂直方向上比水平长度和宽度都薄。这意味着，片材之间的通道同样是水平定向的。对于过滤而言，这不是理想的选择，因为液体必须经过相对较长的路程才能从通道的一端到达另一端。如果通道垂直于片材的方向会更好。在那种情况下，液体将仅需要穿过堆叠的相对薄的垂直高度，而不是更长的长度和宽度。

但是，赫特说，直到现在，还没有人提出一种制造垂直取向石墨烯纳米通道的好方法。直到Hurt实验室的前博士后研究员Mumuchun提出了一种新颖的方法。

Liu的方法涉及将石墨烯片堆叠在弹性基材上，该基材在张力下放置以拉伸。在片材沉积之后，基板上的张力被释放，这使其收缩。发生这种情况时，顶部皱纹上的石墨烯会聚集为尖锐的峰和谷。

现在是麻省理工学院研究员的刘说：“当您开始使石墨烯起皱时，您是在将薄片和通道倾斜到平面外。” “如果皱很多，通道最终几乎会垂直对齐。”

通道几乎垂直后，将组件封装在环氧树脂中，然后修剪顶部和底部，从而在整个材料中打开通道。 研究人员称这种组合为VAGME（垂直排列的石墨烯膜）。 赫特说：“我们最终得到的是带有这些短而狭窄通道的膜，只有很小的分子才能通过。” “因此，例如，水可以通过，但是有机污染物或某些金属离子将太大而无法通过。 这样您就可以将它们过滤掉。” 概念验证测试表明，水蒸气可以轻松通过VAGME，而己烷（一种较大的有机分子）被滤出。 研究人员计划继续开发该技术，着眼于潜在的工业或家庭过滤应用。 该研究得到了美国环境健康科学研究所超级基金研究计划（P42 ES013660）的支持。