Opracowano materiał kompozytowy, który działa jak superporowaty filtr do usuwania zanieczyszczeń organicznych z wody. Materiał został osadzony na arkuszu grafenu, co czyni go tym bardziej wyjątkowym i innowacyjnym.
Inżynierowie z Uniwersytetu Wiedeńskiego opublikowali na łamach czasopisma Andgewandte Chemie wyniki badań nad tzw. kowalencyjnymi strukturami organicznymi (COF, ang. covalent organic frameworks).
Materiał ten jest bardzo porowaty, co zwiększa powiększa powierzchnię przyczepu dla filtrowanych molekuł. Rozmiar porów wynosi od 0,8 do 1,6 nanometra – zatem śmiało można stwierdzić, że COF jest swoistą nanogąbką.
Czytaj też: Nowy filtr przekształca dwutlenek węgla ze spalin w coś znacznie przydatniejszego
Filtr, który odsiewa nawet na poziomie molekularnym
Badacze przetestowali materiał, filtrując przez niego wodę z barwnikami organicznymi. Te chemikalia są dość częstym elementów ścieków przemysłowych. Mogą być toksyczne i rakotwórcze – nie wspominając o tym, że są niezwykle trudne do usunięcia. Aby móc selektywnie odsiać tylko cząstki barwnika organicznego z roztworu, powierzchni materiału COF nadano ładunek ujemny, żeby przyciągnąć dodatnio naładowane molekuły barwnika.
Czytaj też: Przenośna stacja uzdatniania wody morskiej bez filtrów. Wymaga mniej energii od ładowarki
Aby COF wydajnie filtrował potrzebne cząsteczki, umieszczono go na arkuszu grafenu, który jest płaską strukturą 2D składającą się z atomów węgla. W przeciwnym razie – jak mówią twórcy – sproszkowany materiał filtrujący pozostawałby w dużej mierze nieaktywny, ponieważ filtrowałby tylko po zewnętrznej krawędzi, pozostawiając środek filtra pusty. Ułożenie COF na grafenie pozwoliło maksymalnie wykorzystać jego zdolności filtracyjne – sam grafen jest bardzo przepuszczalny, ale z nanogąbką tworzą superporowatą strukturę.
Czytaj też: Ten filtr skutecznie unieszkodliwia patogeny w wodzie. Można wykorzystywać go na całym świecie
Badacze uważają, że nowa technika nie powinna być droga w praktycznym zastosowaniu. Ich zdaniem nie potrzebna jest duża ilość grafenu, a sam materiał COF można wyczyścić i ponownie używać.
