軍工巨頭洛克希德·馬丁公司已經(jīng)發(fā)明出原子級厚度的膜,原料是石墨烯——碳的一種形式。由于達到了令人難以置信的薄度,這種薄膜只需要很少的能量,就可以讓海水通過,從而大幅度降低能源成本。
石墨烯是一種非常敏感的材料,早在20多年前就被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了,但在過去五年中,科學(xué)界才對這種材料表現(xiàn)出很大的興趣,主要是因為其電子的屬性。它的最主要特性是純碳以及苯環(huán)形成的結(jié)構(gòu)。“這種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了極端強大的力量,”John Stetson指出,“這是一個二維聚合物,所以非常薄和美麗。我們做一個比較,假設(shè)一片石墨烯相當于一張紙的厚度,那么一個人頭發(fā)的厚度將相當于一個典型的建筑物的高度。”
打個相同的比方,現(xiàn)有最接近的反滲透膜和它相比,相當于幾層紙厚。John Stetson補充說,科學(xué)家仍然在調(diào)整穿孔技術(shù)以確?资峭昝赖拇笮。“像一個正常的膜的擴散,這是行不通的。對于我們來說,它就像一個篩子,孔的大小要剛好能過濾掉鹽。” 他指出,一旦壓力正確,它就具有正常膜100倍的通透性,好像打開了大壩的閘門一樣。一切才剛開始。“我們有信心,盡管我們必須證明,我們可以在非常接近滲透壓的狀態(tài)下正常運行。制造膜是一個復(fù)雜的過程,從非常薄的銅片開始,將其插入真空中的烘箱,向其中加入甲烷氣體。在1000度左右,氫分子與碳分離,碳又與銅發(fā)生催化作用。”
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將石墨烯從銅上面移除的技術(shù)仍處于試驗階段。下一階段是將石墨烯浮動到一個聚碳酸酯基片,從而增強剛度,再對整個合成物穿孔。John Stetson預(yù)計,到2015年,這項新技術(shù)會臻于成熟,足以與其他膜系統(tǒng)相媲美。在此期間,該公司還會研究膜結(jié)垢問題。John Stetson說:“石墨烯的優(yōu)點是,不容易結(jié)污垢,因為它太薄了”。該材料在生物屬性上屬于中性,目前正在進行測試,以證明它不會結(jié)污垢。John Stetson指出:“它的抗污性能比標準的膜更好。
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