Sciencemag.cz
Doporučujeme
Grafen a příbuzné látky se jako filtrační materiál testují již nějakou dobu. Nový výzkum ukazuje, že pěna z redukovaného oxidu grafenu (přesněji řečeno, 3D‐FrGOF, 3D functionalized reduced graphene oxide foam) by mohla čistit vodu od iontů uranu a dalších těžkých kovů. Redukovaný oxid grafenu je takový, kde jsou epoxidové můstky trčící nad rovinu atomů uhlíku částečně nahrazeny skupinami OH.
Na MITu se zaměřili na odstraňování iontů uranu z pitné vody, kde požadujeme vysokou účinnost tohoto procesu. Za bezpečnou se považuje v pitné vodě koncentrace do 30 ppb (tj. na miliardu). Autory studie publikované v Advanced Material byli dále vědci z Tongji University (Šanghaj), Argonne National Laboratory, Taiwan National Chiao Tung University a University of Tokyo.
Podstata metody je elektrochemická, po dodání elektrického pulzu (připojení ke zdroji napětí) se rozpustné sloučeniny uranu při reakci na grafenové pěně vysráží v podobě hydroxidu uraničitého (Poznámka PH: zřejmě: asi jde o reakci/redukci uranových iontů UO22+). Elektrický náboj, který projde přes pěnu, rozštěpí sousední vodu. Uvolní se vodík a ionty OH-, kromě redoxní reakce pohání tedy vysrážení uranu také vzestup pH na příslušném rozhraní. Pěnu lze používat opakovaně (testováno až 7krát), protože když se k ní poté elektrody připojí obráceně, krystalky hydroxidu uraničitého (prý připomínající rybí šupiny) se od ní zase oddělí.
Co se týče dalších parametrů: při každém použití dokáže grafenová pěna navázat uran asi o 4násobku své vlastní hmotnosti, což má být výrazně více než při použití jiných metod. V mořské vodě dokázala pěna snížit koncentraci iontů uranu ze 3 ppm (na milion) na 19,9 ppb (na miliardu), ostatní ionty přítomné ve slané vodě tedy filtraci nijak výrazně nepřekážejí.
Příslušná pěna z redukovaného oxidu grafenu se již používá v lithium-sirných bateriích. To je ovšem jenom základ materiálu, pro novou funkčnost do něj bylo nutné přidat další skupiny (ligandy). Kromě samotné chemické reakce byly tyto úpravy potřeba také k tomu, aby se pěna mechanicky zpevnila a nerozpadala se.
Autoři výzkumu se domnívají, že výsledkem by mohlo být levné a účinné zařízení, které by se v některých oblastech montovalo na vodovodní baterie. Na rozdíl třeba od filtrů s aktivním uhlím by ale ten z oxidu grafenu vyžadoval zdroj elektřiny.
Uran je jen jedním z možných cílů této techniky, po menších úpravách by mělo jít lapat i jiné těžké kovy, zejména olovo, rtuť a kadmium, možná ale i radium.
Zdroj: MIT News a další
Grafen je zcela jistě průlomový v mnoha oblastech lidské činnosti. Již jsem zaznamenal zprávu o vzniku automobilu s grafenovou baterií v Číně.
Také jsem zaznamenal informaci o tom, jak se již grafenové membrány jakožto součást vodního filtru uplatňují v praxi v Británii. Prozatím to ale bylo na čištění odpadních vod, údajně se má počítat s čištěním i pitné vody. Bohužel informace o tomto počinu zmizela z portálu G2O Water Technologies tak rychle, že jsem si nestačil udělat nějaký výpisek.
No a nakonec jsem zaznamenal, že se oxid grafenu přidává i do akcín společností Pfizer a Moderna jako adjuvans místo hliníku a formaldehydu.
Velmi se mi líbí počin Číňanů s grafenovou autobaterií, která zvyšuje kapacitu, umožňuje vyšší rychlost dobíjení. Ten vodní filtr, byť možná zajímavý, už ve mě přílišné nadšení nevyvolává a jeho přidávání do vakcín mi již připadá jako déčkový horror.