世界上最坚硬的材料用于生产饮用水

穿越的乔治 2024-01-20 07:43:58

大家都已经知道,石墨单原子层比一根头发细一百万倍,但却比钢材还要坚固。石墨烯是当前人类已知最坚硬的材料,

在阿拉伯联合酋长国,几乎所有的饮用水都来自海水淡化,对于社会和经济都是极为关键领域。阿联酋的哈利法大学石墨烯和二维材料研究与创新中心(RIC2D)高级主任哈桑·阿拉法特(Hassan Arafat)正带领其研究人员探索石墨烯的新用途:生产饮用水。

石墨烯的二维六边形结构

水淡化要从海水中去除盐分,然后进行清洁以使其可饮用。全球有超过 3 亿人依赖海水淡化。但海水淡化是一个成本高昂、极为耗能的过程。哈利法大学研究的石墨烯增强膜,可以使海水淡化过程有效率且便宜。

石墨单原子层(石墨烯),由于其超硬物理特性,其制作的膜可以获得极其长的寿命,并且有效防止“结垢”,减小细菌积聚,维持过滤质量,这样显著降低海水淡化成本。

阿拉法特说,这些膜目前处于开发阶段,明年将在英国曼彻斯特大学生产并扩大规模,该大学是RIC2D在石墨烯研究方面的合作伙伴。之后,这些新技术制造的膜将在阿联酋海水淡化厂进行测试。

从甲烷中制造石墨烯

尽管石墨烯具有特别的特性,很多行业期待引入后出现重大的产品技术变革,但事实证明,大规模生产石墨烯既困难又昂贵。

一种方法目前仅存在于实验室,从石墨中取得单层,限制了实用性发展。

另一种方法使用等离子化学法从甲烷(是石油和天然气工业的副产品)等气体中提取碳。阿联酋是全球最大的石油生产国之一,RIC2D与英国初创公司Levidian合作,开发了从甲烷中提取碳的等离子体化学工艺贝。任何碳基材料——包括石油和天然气工业的废物,或汽车轮胎等石油产品——都可以“有效地回收或再利用”,以化学方法制造出石墨烯。双方正在努力将生产力从克到公斤再到吨。

阿布扎比石化工业产生的气体可以转化为石墨烯。

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