Опреснять по-новому: мембраны из графдийна поглощают 99,9% ионов из морской воды

Дисбаланс спроса и предложения на чистую воду привёл к глобальному дефициту качественного пресного ресурса. В докладе Организации Объединенных Наций за 2023 год указали, что от нехватки воды страдают в среднем 2–3 миллиарда человек.


Опреснение морской воды с помощью мембранного разделения — многообещающий подход к решению проблемы. Однако у большинства мембранных материалов — ограниченная пропускная способность, а ещё они бывают сложны в изготовлении, что в итоге приводит к низкой производительности и малой энергоэффективности.

Исследовательская группа под руководством профессора из Шанхайского института перспективных исследований (SARI) и Шанхайского университета разработала композитные мембраны из графдийна. Graphdiyne (сокращённо GDY) — это новый двумерный углеродный материал. Мембраны из него обеспечивают почти полное удаление солей из морской воды при высокой пропускной способности.



Исследователи изготовили мембраны из GDY толщиной менее микрона с нанопористой структурой на пористых медных волокнах. Мембраны поглотили более 99,9% малых ионов морской воды, причём пропускали гораздо больше жидкости, чем продаваемые на рынке мембраны для опреснения, в том числе на основе графена. Новые изделия из GDY также продемонстрировали надёжную стабильность при длительных испытаниях насыщенным рассолом, природной морской водой и водой с загрязняющими веществами.

Результаты научной работы также обещают успех аналогичного метода, но с использованием алкадиинов, то есть органических соединений, содержащих две тройные связи углерод-углерод.