Grafenoxidmembran har väckt stor uppmärksamhet som lovande kandidater för ny filtreringsteknik. Nu har den eftertraktade utvecklingen för att göra membran som kan sikta vanliga salter uppnåtts.

Ny forskning visar den verkliga potentialen att tillhandahålla rent dricksvatten för miljontals människor som kämpar för att få tillgång till tillräckliga rena vattenkällor.

De nya resultaten från en grupp forskare vid University of Manchester publicerades idag i tidskriften Naturnanoteknik . Tidigare har grafenoxidmembran visat spännande potential för gasseparation och vattenfiltrering.

Grafenoxidmembran som utvecklats vid National Graphene Institute har redan visat möjligheten att filtrera bort små nanopartiklar, organiska molekyler, och till och med stora salter. Tills nu, dock, de kunde inte användas för siktning av vanliga salter som används vid avsaltningsteknik, som kräver ännu mindre siktar.

Tidigare forskning vid University of Manchester fann att om den är nedsänkt i vatten, grafenoxidmembran blir något svullna och mindre salter flödar genom membranet tillsammans med vatten, men större joner eller molekyler blockeras.

Den Manchester-baserade gruppen har nu vidareutvecklat dessa grafenmembran och hittat en strategi för att undvika svullnad av membranet när det utsätts för vatten. Porstorleken i membranet kan kontrolleras exakt vilket kan sila vanliga salter ur saltvatten och göra det säkert att dricka.

Eftersom effekterna av klimatförändringarna fortsätter att minska den moderna stadens vattenförsörjning, rika moderna länder investerar också i avsaltningsteknik. Efter de svåra översvämningarna i Kalifornien söker de stora rika städerna också alltmer efter alternativa vattenlösningar.

När de vanliga salterna löses upp i vatten, de bildar alltid ett "skal" av vattenmolekyler runt saltmolekylerna. Detta gör att de små kapillärerna i grafenoxidmembranen kan blockera saltet från att flöda tillsammans med vattnet. Vattenmolekyler kan passera genom membranbarriären och flöda anomalt snabbt vilket är idealiskt för applicering av dessa membran för avsaltning.

Professor Rahul Nair, vid University of Manchester sa:"Förverkligandet av skalbara membran med enhetlig porstorlek ner till atomskala är ett viktigt steg framåt och kommer att öppna nya möjligheter för att förbättra effektiviteten för avsaltningsteknik.

"Detta är det första tydliga experimentet i denna regim. Vi visar också att det finns realistiska möjligheter att skala upp det beskrivna tillvägagångssättet och massproducera grafenbaserade membran med erforderliga siktstorlekar."

Jijo Abraham och Dr Vasu Siddeswara Kalangi var de gemensamma ledande författarna till forskningsrapporten:"De utvecklade membranen är inte bara användbara för avsaltning, men finjusteringen av atomstorleken hos porstorleken öppnar också ett nytt tillfälle att tillverka membran med on-demand-filtrering som kan filtrera ut joner efter deras storlek. "sade Abraham.

År 2025 räknar FN med att 14% av världens befolkning kommer att stöta på vattenbrist. Denna teknik har potential att revolutionera vattenfiltrering över hela världen, särskilt i länder som inte har råd med stora avsaltningsanläggningar.

Man hoppas att grafenoxidmembransystem kan byggas på mindre skalor som gör denna teknik tillgänglig för länder som inte har den finansiella infrastrukturen för att finansiera stora anläggningar utan att äventyra utbytet av färskvatten som produceras.