محققان با استفاده از گرافن متخلخل موفق به ساخت غشائی با کارایی بالا برای اسمز معکوس شدند. با این روش می‌توان هزینه نمک‌زدایی از آب را کاهش داد.
غشاء گرافنی برای اسمز معکوس
کمتر از یک درصد آب‌های روی کره زمین قابل آشامیدن است. این در حالی است که زدایش نمک و آلاینده‌های معدنی از این آب کاری چالش‌برانگیز است.
اخیراً یک گروه تحقیقاتی از آزمایشگاه ملی اوک‌ریج نشان دادند که می‌توان از غشاء‌های گرافنی متخلخل و مستحکم برای تصفیه آب استفاده کرد.
شانون مارک ماهورین، از محققان این پروژه می‌گوید: « نتایج کار ما نشان داد که چگونه می‌توان از گرافن متخلخل برای نمک‌زدایی از آب استفاده کرد. این یک پیشرفت بزرگ به شمار می‌آید. مقدار جریان آب عبوری از این غشاء ده برابر بیشتر از غشاء‌های پلیمری تجاری اسمز معکوس است.»
در حال حاضر از اسمز معکوس برای نمک‌زدایی استفاده می‌شود. نمک‌زدایی همیشه با صرف مقدار زیادی انرژی همراه است. محققان این پروژه با استفاده از یک غشاء جدید، فرآیند اسمز معکوس را با کارایی بالا انجام دادند؛ ایجاد حفره در گرافن کلید اصلی این کار است. بدون حفره، آب نمی‌تواند از غشاء عبور کند. باید حفره‌هایی با ابعاد مناسب برای عبور مولکول‌های آب ایجاد کرد. یون‌های نمک از مولکول‌های آب بزرگتر هستند بنابراین پشت حفره‌ها باقی می‌مانند.
برای انجام اسمز معکوس باید مقداری فشار به محلول آب ناخالص وارد کرد تا مولکول‌های آب به آن سوی غشاء بروند. در فرآیند اسمز معکوسی که در حال حاضر کاربرد دارد، از غشاء پلیمری استفاده می‌شود.
گرافن متخلخل دارای استحکام فیزیکی و شیمیایی بالایی است و می‌تواند نفوذپذیری بیشتری نسبت به غشاء پلیمری داشته باشد. در نتیجه زدایش نمک از آب با سرعت بالاتری انجام می‌شود. محققان با استفاده از جریان متان عبوری از یک کوره، گرافن را روی فویل مس ایجاد کردند. سپس این گرافن به روی زیرلایه نیترید سیلیکون منتقل می‌شود که حفره‌های میکرومقیاس دارد. با اعمال پلاسمای اکسیژن، برخی اتم‌های کربن از شبکه گرافن خارج شده و حفره‌هایی ایجاد می‌کنند. با افزایش زمان پلاسما، ابعاد حفره‌ها نیز افزایش می‌یابد.
نتایج این پژوهش در نشریه Nature Nanotechnology منتشر شده است.
