Ученые Удмуртии приняли участие в международных исследованиях перспективных мембран
Специалисты Центра коллективного пользования Удмуртского федерального исследовательского центра (УдмФИЦ) УрО РАН в составе международной группы приняли участие в исследовании мембран на основе графена.
Исследования проводились сотрудниками химического факультета и факультета наук о материалах МГУ в развитие работы нобелевского лауреата, одного из разработчиков первого метода получения графена Андрея Гейма, который еще в 2012 году показал возможность использования мембран на основе оксида графена для осушения газа.
Специалисты МГУ под руководством автора исследования, старшего научного сотрудника кафедры неорганической химии вуза Дмитрия Петухова изучили влияние химического состава и содержания различных функциональных групп на скорость транспорта газов и паров воды. Ученым удалось установить, что наиболее подходящим для создания высокоэффективных мембран является оксид графена с минимально возможным соотношением атомов углерода к кислороду. Комплексное исследование мембран проводились также в немецком синхротронном центре DESY и Удмуртском федеральном исследовательском центре УрО РАН.
Благодаря этим исследованиям появилась возможность получать мембраны высокого качества. Оксид графена обладает двухмерной структурой и хорошо смачивается водой из-за большого количества кислородосодержащих групп. В результате материалы на его основе могут сорбировать до 60% воды относительно своей массы. Благодаря повышенной способности материала к поглощению и удалению паров воды достигается их высокая проницаемость через мембрану, а к блокировке переноса остальных газов приводит наличие воды между слоями. Таким образом, через мембрану на основе оксида графена проходит только вода, все остальное задерживается.
Мембраны на основе оксида графена могут найти применение в промышленности – например, при подготовке природного и попутного нефтяного газа к транспортировке по трубопроводам, – и в бытовых системах вентиляции и кондиционирования.
Работа выполнена при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований №18-29-19105.
Статья об их итогах опубликована в Carbon – ведущем журнале в области изучения структуры, свойств и применения различных углеродных материалов.