Grafeenoxidevellen kunnen vuil water veilig maken om te drinken, echt waar?

Het nieuwe biofoam is extreem licht en goedkoop te maken, waardoor het een levensvatbaar hulpmiddel is voor waterzuivering en ontzilting.

Het proces is uiterst eenvoudig.

Een team van onderzoekers heeft een manier bedacht om grafeenoxidevellen van echt wondermateriaal te gebruiken om vuil water schoon te maken voor een dorstige wereld. Volgens de ingenieurs van de Washington University in St. Louis zouden de nieuwe hybride nanomaterialen een wereldwijde game-changer kunnen zijn.

We hopen dat je voor landen met veel zonlicht, zoals India, wat vuil water kunt nemen, het kunt verdampen met ons materiaal en vers water kunt verzamelen, zei onderzoeker Srikanth Singamaneni. De nieuwe aanpak combineert door bacteriën geproduceerde cellulose en grafeenoxide om een ​​dubbellaags bioschuim te vormen.

Het proces is uiterst eenvoudig, zei Singamaneni. Het mooie is dat het door bacteriën geproduceerde cellulosevezelnetwerk op nanoschaal een uitstekend vermogen heeft om het water van de bulk naar het verdampingsoppervlak te verplaatsen, terwijl de warmte die naar beneden komt tot een minimum wordt beperkt en het hele ding in één keer wordt geproduceerd.

Het ontwerp van het materiaal is hier nieuw, zei Singamaneni. Je hebt een tweelaagse structuur met lichtabsorberende met grafeenoxide gevulde nanocellulose aan de bovenkant en ongerepte nanocellulose aan de onderkant. Wanneer je dit hele ding op water hangt, kan het water het bovenoppervlak bereiken waar verdamping plaatsvindt.

Hij voegde eraan toe: er straalt licht bovenop, en het wordt omgezet in warmte vanwege het grafeenoxide, maar de warmteafvoer naar het bulkwater eronder wordt geminimaliseerd door de ongerepte nanocelluloselaag. Je wilt de warmte niet verspillen; je wilt de warmte beperken tot de bovenste laag waar de verdamping daadwerkelijk plaatsvindt.

De cellulose op de bodem van het dubbellaagse biofoam werkt als een spons en trekt water naar het grafeenoxide waar snelle verdamping optreedt. Het resulterende zoete water kan eenvoudig worden opgevangen vanaf de bovenkant van het vel.

Het proces waarbij het tweelagige bioschuim daadwerkelijk wordt gevormd, is ook nieuw. Zoals een oester een parel maakt, vormen de bacteriën lagen van nanocellulosevezels waarin de grafeenoxidevlokken worden ingebed.

Terwijl we de bacteriën voor de cellulose kweken, voegden we de grafeenoxidevlokken toe aan het medium zelf, zei hoofdauteur Qisheng Jiang, eraan toevoegend: Het grafeenoxide wordt ingebed terwijl de bacteriën de cellulose produceren. Op een bepaald punt in het proces stoppen we, verwijderen we het medium met het grafeenoxide en brengen we weer vers medium in. Dat levert de volgende laag van ons schuim op. De interface is erg sterk; mechanisch is het behoorlijk robuust.

Het nieuwe biofoam is ook extreem licht en goedkoop om te maken, waardoor het een levensvatbaar hulpmiddel is voor waterzuivering en ontzilting. De paper is online beschikbaar in Advanced Materials.