تحقیق مشترکی که فناوری گاز، مایع و تصفیه هوا را برای مصارف آتی پیشرفته می‌کند.

محققان ال‌جی الکترونیکس (ال‌جی) و دانشگاه ETH زوریخ سوئیس (مؤسسه فدرال سوئیس در فناوری زوریخ) روشی را ایجاد کرده است که تا حد زیادی سرعت و انتشاز گاز، مایع و بخار آب را از طریق گرافین منفذدار افزایش می‌دهد. این ماده در سال‌های اخیر با توجه موجی از علاقه‌مندان به علوم مواجه شده است. این یافته‌ها امکاناتی برای تولید فیلترهایی با راندمان بالاتر برای کار با هوا و آب در آینده ایجاد می‌کند.

گرافین، یک ماده چندمنظوره است که از یک لایه ضخیم گرافیت متشکل از یک اتم تشکیل شده و باریک‌ترین، سبک‌ترین و قوی‌ترین ترکیبی است که تاکنون برای بشر شناخته شده است. این ماده اولین بار در سال 2004 با موفقیت استخراج شد و از آن پس تحقیقات بیشتری بر روی ورقه‌های گرافین انجام شد. این ورقه‌ خاصیت منحصربه‌فردی دارد زیرا تنها ماده‌ای است که به دلیل ساختار دوبعدی‌اش، هر اتم آن از هر دو طرف به مواد شیمیایی پاسخ می‌دهد. قابلیت اطمینان و پایداری در زمان عملکرد با گرافین بی‌نهایت ظریف همیشه برای محققان با چالش‌هایی همراه بوده است.

دانشمندان ETH زوریخ و ال‌جی از روش قابل اعتمادی برای خلق غشای دوبعدی با استفاده از رسوب شیمیایی بخار (CVD) استفاده می‌کنند که برای عوارض جانبی و ترک‌های کمتر بر روی گرافیت بهینه‌شده است. در نهایت لایه‌هایی باریک‌تر گرافین، که نازک‌تر از یک نانومتر هستند، شکل می‌گیرد. محققان از پرتو متمرکز یون (FIB) استفاده کردند و سوراخ‌های نانو را در لایه‌های دوتایی گرافین وارد کردند تا غشایی منفذدار ایجاد کنند که قطر گشادی آنها بین 10 نانومتر و یک میکرومتر یا کمتر است.

محققان با انجام آزمایشات برای سوراخ‌هایی در ابعاد متنوع به این نتیجه رسیدند که غشای گرافین باعث می‌شود نفوذپذیری آب نسبت به  غشاهای تصفیه معمول 5 تا 7 برابر سرعت بیشتری داشته باشد و در مقایسه با بیشتر منسوجات تنفسی پیشرفته مانند Gore-Tex انتقال بخار آب چندصد برابر مشود. یافته‌های گروه ال‌جی و ETH زوریخ می‌تواند منجر به تولید مواد تنفسی زیادی در آینده شود که ضدآب هستند و فیلترهای مفیدتری برای جداسازی گازهای خطرناک هوا دارند.

نتیجه تحقیقات این گروه تحت عنوان “نهایت نفوذ در گرافین اتمی نازک و متخلل” در مجله علوم انجمن امریکا در زمینه پیشرفت‌های علم، یکی از برترین مجلات عملی، منتشر می‌شود.