Japonya Shinshu Üniversitesi‘ndeki bilim insanlarının liderliğinde bir uluslararası araştırma ekibi, mevcut nanofiltrasyon membran teknolojilerinden daha sağlam olan ve ölçeklenebilir tuzdan su arındırma membranları için grafen esaslı bir kaplama geliştirdi. Bu çalışma sonucunda, temiz su solüsyonlarının yanı sıra protein separasyonu, atık su arıtımı, farmasötik ve gıda endüstrisi uygulamaları için sağlam ve pratik bir membran elde edildi.
GO/FLG Membran Hazırlama
Proje lideri Mauricio Terrones; “Hedefimiz; yüksek akış hızına sahip, yüksek verimlilikli, uzun kullanım ömürlü, kendi kendini onarabilen ve temiz suyun az olduğu dünyanın pek çok yerinde temiz su çözümleri sağlayan biyolojik ve inorganik kirlenmeyi ortadan kaldıran akıllı bir zar oluşturmaktı” dedi.
Grafen Membran Yüksek Dayanıma Sahip
GO/FLG membranlarının çapraz akış ve tuzdan arındırma performansı altında membran dayanımı
Ekip tarafından geliştirilen hibrid membran, polivinil alkol ile modifiye edilmiş polisülfon omurga destek zarının üzerini, çözelti içindeki grafen oksit ve birkaç katmanlı grafen karışımı ile kaplamak için basit bir püskürtme teknolojisi kullanmaktadır. Destek zarı; yoğun çapraz akışa, yüksek basınca ve klora maruz kalmaya dayanabilen hibrid zarın sağlamlığını arttırmaktadır. Çalışmanın ilk elde edilen sonuçlarına göre membran, tuzun yüzde 85’ini, boya moleküllerinin ise yüzde 96’sını tutmayı başardı. (Tekstil imalatında kullanılan çok kirli boyalar, dünyanın bazı bölgelerinde nehirlere yayılıyor.)
GO/FLG membran mekanizması, klor direnci ve boya reddi
Klor, genellikle membranlardaki biyolojik kirliliği hafifletmek için kullanılır. Ancak klor, mevcut polimer membranların performansını da hızla düşürüyor. Birkaç katmanlı grafen ilavesi, yeni zarın klora karşı çok daha fazla dirençli olmasını sağlıyor.
Grafen’in yüksek mekanik mukavemete sahip olduğu bilinir ve gözenekli grafenin tuzdan arındırma oranının da % 100 olduğu öngörülür. Bu da grafeni, tuzdan arındırma zarları için potansiyel olarak ideal bir malzeme haline getirir. Bununla birlikte, grafenin kusurlarını kontrol etme ve iki boyutlu materyali işlemek için karmaşık transfer tekniklerine gereksinim duyulması, endüstriyel miktarlara kadar ölçeklendirilmesiyle ilgili bazı zorlukları da vardır. Mevcut çalışma, ölçeklenebilirlik sorunlarının üstesinden gelmeyi ve üretim ölçeğinde ucuz, yüksek kaliteli bir zar elde etme imkanı sunuyor.
Ekip üyelerinden Aaron Morelos-Gomez, “Geliştirilen membran, güçlü su akışına ve yüksek basınçlara karşı dirençli yapışkan olarak polivinil alkol kullanarak grafen oksitin suda çözünürlüğünü aşıyor. Grafen oksit ile grafen karışımı ile kimyasal direnci önemli ölçüde artırmayı başardık” dedi.
Profesör Morinobu Endo ise, “Çevreye bağlı olarak kendini adapte edebilecek daha etkin ve akıllı membranlara doğru ilk adım bu oldu” değerlendirmesinde bulundu.
Hocam elmas, grafit ve grafen karbonun allotropu. Yani hepsinin atom numarası 6 ama bunların yapısal dizilişleri farklı olduğu için özellikleri birbirinden farklı oluyor.
Elmas ve grafit karbonun atom sayıları kaçtır? (ben 5, diğeri altı biliyorum. Ders kitabında 6 ve 6 söylüyor.)