In een recent gepubliceerd artikel in het tijdschrift Nature Communications werd geopenbaard dat een nieuw type grafeen-gebaseerde filter de sleutel kan zijn tot het beheren van de mondiale watercrisis.
De nieuwe grafeen filter, die is ontwikkeld door de Universiteit van Monash en de Universiteit van Kentucky, filtreert water en andere vloeistoffen negen maal sneller dan de beste huidige
commerciële filter op de markt.
Volgens het World Economic Forum Global Risks Report is het gebrek aan toegang tot veilig en schoon water het grootste risico voor de samenleving in de volgende decennia.
Echter, sommige van deze risico’s kunnen beperkt worden door de ontwikkeling van deze filter, die zo sterk en stabiel is dat deze voor langere tijd gebruikt kan worden in de zwaarste corrosieve omgevingen, en voor minder onderhoud dan andere filters op de markt.
Het onderzoeksteam werd geleid door Mainak Majumder van de Universiteit van Monash.
Majumder verklaarde dat de sleutel tot het maken van hun filter lag bij het ontwikkelen van een stroperige vorm van grafeenoxide (een derivaat van grafeen), die zeer dun gespreid kan worden.
“De techniek zorgt voor een gelijkmatige regeling in het grafeen, en die gelijkmatigheid geeft onze filter bijzondere eigenschappen,” zei de universitair.
Deze techniek maakt mogelijk dat filters sneller en in grotere maten geproduceerd kunnen worden, wat essentieel is voor het ontwikkelen van commerciële toepassingen. De grafeengebaseerde filter kan gebruikt worden om chemicaliën, virussen of bacteriën uit een gamma aan vloeistoffen te filteren. De filter kan eveneens ingezet worden om water, zuivel of wijn te zuiveren, of voor de bereiding van geneesmiddelen.
Dit is de eerste keer dat een grafeen filter – geschikt voor industriële schaal – is verwezenlijkt, een probleem dat de wetenschappelijke gemeenschap lang heeft geteisterd.
“Het is een race om te zien wie deze technologie voor het eerst zou kunnen ontwikkelen, want tot nu toe worden grafeengebaseerde filters alleen gebruikt op kleine schaal in het lab,” zei de heer Akbari.
Grafeen, een rooster van koolstofatomen, is zo dun dat het wordt beschouwd als tweedimensionaal materiaal, een wondermateriaal – met een breed scala aan unieke eigenschappen.
De nieuwe filter van het team filtreert alles groter dan een nanometer, dat is ongeveer 100.000 keer kleiner dan de breedte van een mensenhaar.
Het onderzoek heeft belangstelling verwekt bij een aantal bedrijven in de Verenigde Staten en Azië, de grootste en snelst groeiende markten voor nano-filtratie technologieën.
Het onderzoek van het team werd gesteund door de industrie partner Ionic Industries, alsook via subsidies van de Australische Onderzoeksraad. De CEO van Ionic Industries, Mark Muzzin, verklaarde dat de volgende stap eruit bestond om de gepatenteerde grafeengebaseerde filter op de markt te krijgen.
“We zijn momenteel manieren aan het ontwikkelen om te testen hoe de filter het doet bij bepaalde verontreinigende stoffen die van belang zijn voor onze klanten”, aldus de heer Muzzin.
Bron: Universiteit van Monash