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  • Graphenes amorío con el agua

    Crédito:Universidad de Manchester

    El grafeno ha demostrado ser un material maravilloso con una amplia gama de propiedades únicas. Entre las maravillas menos conocidas del grafeno está su extraña historia de amor con el agua.

    El grafeno es hidrófobo, repele el agua, pero los capilares estrechos hechos de grafeno succionan el agua con fuerza, lo que permite su rápida penetración. si la capa de agua tiene solo un átomo de espesor, es decir, tan delgado como el propio grafeno.

    Esta extraña propiedad ha atraído un intenso interés académico e industrial con la intención de desarrollar nuevas tecnologías de filtración y desalinización de agua.

    Los capilares de grafeno de un átomo de ancho ahora se pueden fabricar de manera fácil y económica apilando capas de óxido de grafeno, un derivado del grafeno, una encima de la otra. Las pilas multicapa resultantes (laminados) tienen una estructura similar al nácar (nácar), lo que los hace también mecánicamente fuertes.

    Hace dos años, Investigadores de la Universidad de Manchester descubrieron que las membranas delgadas hechas de tales laminados eran impermeables a todos los gases y vapores. excepto por el agua. Esto significa que incluso el helio, el gas más difícil de bloquear, no puede atravesar las membranas mientras que el vapor de agua atravesó sin resistencia.

    Ahora, el mismo equipo dirigido por el Dr. Rahul Nair y el profesor Andre Geim ha probado qué tan buenas son las membranas de grafeno como filtros para agua líquida. Los resultados aparecen en el último número (14 de febrero de 2014) de Ciencias .

    Los investigadores informan que, si se sumerge en agua, los laminados se hinchan ligeramente pero aún permiten un flujo ultrarrápido de no una sino dos monocapas de agua.

    Las sales pequeñas con un tamaño de menos de nueve Angstroms pueden fluir, pero los iones o moléculas más grandes están bloqueados. Diez Angstroms equivalen a una mil millonésima parte de un metro.

    Los filtros de grafeno tienen una malla asombrosamente precisa que les permite distinguir entre especies atómicas que son solo un pequeño porcentaje de tamaño diferente.

    Además de esta separación ultraprecisa, también es ultrarrápido. Los iones que pueden atravesarlo lo hacen a una velocidad tal como si las membranas de grafeno fueran un filtro de café ordinario.

    El último efecto se debe a una propiedad que los científicos de Manchester denominan "esponja de iones". Sus capilares de grafeno absorben iones pequeños como potentes aspiradores que conducen a concentraciones internas que pueden ser cientos de veces más altas que en las soluciones saladas externas.

    El Dr. Nair dijo:"La filtración de agua es tan rápida y precisa como uno podría esperar para capilares tan estrechos. Ahora queremos controlar el tamaño de la malla de grafeno y reducirlo por debajo de nueve Angstroms para filtrar incluso las sales más pequeñas como en el agua de mar. Nuestro trabajo demuestra que es posible ".

    Dra. Irina Grigorieva, un coautor del estudio, agregó:"Nuestro objetivo final es hacer un dispositivo de filtrado que permita un vaso de agua potable elaborado con agua de mar después de unos minutos de bombeo manual. Aún no hemos llegado, pero esto ya no es ciencia ficción".


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