محققان دانشگاه کلرادو برای اولین بار نتایج آزمایشگاهی گزارش کرده‌اند که نشان می‌دهد غشاهای گرافنی نازک با ضخامت اتمی و دارای حفره‌های ریز می‌توانند مولکول‌های گاز را از طریق غربالگری انتخابگر – اندازه بطور موثری جداسازی کنند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، این یافته‌ها یک مرحله مهم به سمت بکارگیری غشاهای موثرتر برای تولید گاز طبیعی و کاهش انتشار دی اکسید کربن از دودکش‌های کارخانه‌ها هستند.

به نوشته سایت نانو، این گروه تحقیقاتی ابتدا با استفاده از اچینگ اکسیدکننده القاء شده با نور مافوق‌بنفش حفره‌های نانومقیاسی در صفحه‌های گرافنی، ایجاد و سپس نفوذپذیری گازهای مختلف از این غشاءهای گرافنی متخلخل را اندازه‌گیری کردند.

برای نشان دادن توان بالقوه این غشاها به‌ منظور جداسازی مبتنی بر اندازه مولکول، با گازهای متنوعی شامل هیدروژن، دی اکسید کربن، آرگون، نیتروژن، متان و هگزافلورید سولفور که اندازه‌ای بین 0.29 تا 0.49 نانومتر دارند، آزمایش‌هایی انجام شد.

اسکات بونچ، یکی از این محققان می‌گوید: این غشاهای گرافنی متخلخل نازک با ضخامت اتمی دسته‌ای از غربال‌های مولکولی ایده‌آل ارائه می‌کنند که در آنها انتقال مولکولی درون حفره‌هایی اتفاق می‌افتد که ضخامت و قطری در مقیاس اتمی دارند.

بونچ اضافه کرد: خواص مکانیکی این ماده شگفت‌انگیز کار گروه ما را بیشتر جذاب می‌کند. این ماده نازکترین و قویترین ماده در جهان است و برای همه گازهای استاندارد نفوذناپذیر است. این ویژگی‌ها گرافن را به یک ماده ایده‌آل برای ساخت یک غشای جداسازی تبدیل می‌کند، زیرا بادوام است و در همان حال برای هل دادن مولکول‌ها در سرتاسر آن انرژی کمی مورد نیاز است.

قبل از اینکه این فناوری بطور کامل کاربردی شود، نیاز است بر چالش‌های تکنیکی دیگری غلبه شود. برای مثال، ساخت صفحه‌های گرافنی که برای انجام جداسازی در مقیاس صنعتی به اندازه کافی بزرگ هستند و تولید نانوحفره‌هایی با اندازه‌هایی کاملا مشخص، موضوع‌هایی هستند که نیاز به تحقیق بیشتر دارند.

آزمایش‌های این گروه تحقیقاتی در یک مقیاس نسبتا کوچک انجام شده‌اند.

این محققان، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ Nature Nanotechnology منتشر کرده‌اند.

انتهای پیام