Grafen a grafenoxid patří v současnosti mezi velmi populární materiály a jejich aplikační možnosti se neustále rozšiřují.
- Exfoliace
- Proces oddělování jednotlivých vrstev z vrstevnatých materiálů, např. příprava grafenu z grafitu. Lze jej provádět mechanicky nebo pomocí ultrazvuku.
- Grafen
- Jednovrstvý allotrop uhlíku, skládá se ze sítě sp2 uhlíků uspořádaných do šestičlenných cyklů. Jde o jednu vrstvu grafitu. Získává se převážně exfoliací grafitu nebo pomocí CVD.
- Grafenoxid
- Oxidovaná forma 2D allotropu uhlíku – grafenu. Vyrábí se exfoliací oxidu grafitu. Oxidace se často provádí pomocí směsi KMnO4 a kyseliny sírové – Hummerovou metodou.
Nedostupnost pitné vody je problém, který trápí velký počet lidí. Zhoršení tohoto stavu způsobují i změny klimatu a ztenčování zásob vody pro velká města. Jednou z možností, jak tento stav zlepšit je přeměna mořské vody na vodu pitnou. Tento proces je poměrně komplikovaný, ale vědcům z The University of Manchester se povedlo připravit membrány z grafenoxidu, které by mohly tento problém vyřešit.[1]
Možností, jak získat pitnou vodu z mořské je dost, ale většina je energeticky poměrně náročná. Proto se pozornost soustřeďuje na filtraci, a tady přicházejí ke slovu membrány s vhodnou velikostí pórů. Anorganické ionty rozpuštěné ve vodě jsou solvatovány molekulami vody, čímž se jejich poloměr zvětšuje oproti teoretickému iontovému poloměru.
Membrány byly připraveny z oxidu grafitu, který byl exfoliován v ultrazvukové lázni, získaná disperze byla centrifugována, aby se oddělil oxid grafitu od grafenoxidu. Membrána o tloušťce cca 100 μm byla připravena vakuovou filtrací supernatantu přes speciální filtr s průměrem póru 0,2 μm, membrány byly poté sušeny při teplotě 45 °C. Takto připravené membrány měly vzdálenost vrstev menší než 10 Å, což je dostatečně malá hodnota, aby membrána dokázala zadržet hydratované ionty z mořské vody. Vzdálenost jednotlivých vrstev v membráně lze upravit skladováním membrány v prostředí s vhodnou vlhkostí.
Testované membrány dokázaly odstranit 97 % solí z vody, problémem je průtok vody membránou, který se zatím pohybuje v hodnotách okolo 0,5 dm3.m-2.h-1, zatímco u komerčně dostupných osmotických systémů je tato hodnota o řád vyšší. Autoři studie ale věří, že se podaří průtok zvýšit zmenšením tloušťky membrány.