Учёные впервые применили графен для повышения крепости водки

Эксперимент с необычной мембраной провёл доктор Рауль Наир (Rahul Nair) (фото University of Manchester).

Многослойная мембрана на базе графена проявила странные свойства: она надёжно удерживала под собой любые жидкости и газы, но при этом вода испарялась сквозь эту плёнку так быстро, словно последней не было вовсе. Открытие немедленно приспособили для шутливого опыта.

Только недавно физики рассказали об интересных особенностях многослойного графена, как подобный материал вновь подтвердил репутацию одного из самых необычных в мире физики. И пусть некоторые аспекты нового эксперимента навевают мысли о Шнобелевке, на деле речь идёт об открытии феноменально избирательной сверхпроницаемости.

Исследовательская группа нобелевского лауреата Андрея Гейма из университета Манчестера создала мембрану из нескольких слоёв оксида графена.

Каждый этаж в новом композите представляет собой плоскую решётку углеродных атомов, с которыми соединён ряд других атомов и молекул, в частности гидроксильная группа OH. Конечный материал по толщине насчитывал доли микрометра, но был прочным и гибким.

Когда учёные запечатали такой мембраной металлический контейнер, они обнаружили удивительный эффект. В контейнере могли без проблем удерживаться разные газы и жидкости, начиная с простого воздуха. Тонкая плёнка останавливала даже гелий, который умеет замечательно просачиваться через целый ряд материалов.

Но при этом вода, помещённая в контейнер, быстро улетучивалась из него. Она проходила сквозь многослойную графеновую мембрану в 1010 раз быстрее, чем гелий, сообщают экспериментаторы. «Никакой материал не мог бы вести себя страннее», — прокомментировал опыт профессор Гейм.

Ради шутки физики запечатали графеновой мембраной бутылку водки и обнаружили, что вскоре крепость напитка сильно выросла за счёт испарения воды, поскольку спирт через эту мембрану пройти не мог.

Авторы работы полагают, что секрет материала заключается в промежутках между графеновыми листами, которые словно подстраиваются точно под размер водяных молекул.

Другие молекулы обнаруживают либо то, что имеющиеся капилляры для них слишком малы (когда воды нет, пространство меж листами графена сужается), либо тот факт, что все имеющиеся пути на свободу уже заняты водой.

Причём последняя в межграфеновом пространстве, предположительно, формирует слой льда толщиной в одну молекулу, который почти без трения передвигается между листов. Молекулы H2O пополняют и покидают эти слои, постепенно перебираясь из замкнутого объёма наружу.

Учёные не предлагают завтра же при помощи графена начать перегонять спирт, но отмечают, что новая мембрана пригодилась бы для разделения самых разнообразных водных смесей.

(Детали работы можно найти в статье журнала Science.)



Двухслойный графен проявил неожиданное свойство

26 января 2012

Учёные впервые сделали объект невидимым со всех сторон

26 января 2012

Британцы создали первое в мире магнитное мыло

24 января 2012

Учёные охладили полупроводник светом

23 января 2012

Обнаружена внеземная природа натурального квазикристалла

13 января 2012
  • Алексей Варежкин  27 января, 17:33
    удобная штука, наквасил бражку, завязал баночку мембранкой и на окошко поставил, через пару тройку дней зелье готово
    ОтветитьНравится
  • Борис Минтарский  27 января, 22:05
    Ну вы сааавсем! Три дня ждать!!!Надо повышать скорость... и учиться превращать воду в вино.
    ОтветитьНравится
  • Алексей Варежкин  27 января, 22:37
    ну когда воду в вино это для других, чего тут учиться зайди в магазин- там почти все такое, я ж для себя имел ввиду
    ОтветитьНравится
  • Олег Сергиенко  27 января, 18:50
    да это действительно прорыв как в технологической цепочке на многих хим комбинатах, так в деле опреснения морской воды и извлечения из морской воды минералов и не полезных при ее очистке.
    ну а по поводу водки так ни чего удивительного наши сейчас везде
    ОтветитьНравится
  • Александр Максаков  29 января, 02:16
    Ага но главное использовали не для опреснения а поднятия крепости , ничто человеческое не чуждо , вспоминаю тему о перегонных системах , была главной в курилках у нас в 80е
    ОтветитьНравится
  • Сергей Шевляков  27 января, 19:21
    Однозначно такой принцип опреснения морской воды спасет планету от глобальной войны за пресную воду! (и главное без дополнительных энергозатрат)
    ОтветитьНравится
  • Виктор Смирнов  27 января, 20:27
    Именно это в первую очередь в голову и пришло. Опять же дистикомбов/стильсютов можно нашить
    ОтветитьНравится
  • Сергей Исаков  27 января, 20:30
    Осталось посчитать стоимость м2 такого бутерброда относительно количества воды, которое он может опреснить за вменяемое время.
    ОтветитьНравится
  • Александр Контарев  27 января, 23:21
    это уже ерунда, главное принцип... дальше вопрос технологов и времени...
    ОтветитьНравится
  • Антон Брандт  27 января, 23:58
    Не только опреснение, на днях статья была, про биотопливо (спирт) извлекаемый из водорослей.
    www.membrana.ru/particle/17446
    возможно, данные технологии можно совместить, повысив кпд
    ОтветитьНравится
  • Владимир Решетов  29 января, 09:03
    А чем такой опреснитель лучше солнечного? Очищать воду от растворенных жидкостей и газов — да. Но удалять растворенные соли старым способом проще.
    ОтветитьНравится
  • Антон Брандт  30 января, 09:43
    ну, по идее, после отделения воды ёмкость с оставшимися веществами вещества меняется на новую, полную и процесс повторяется.
    Или фильтры графеновые поставить на водопровод.
    Хотя, думается, напор в кране будет низкий, врядли фильтрация на молекуларном уровне+принудительное давление водоканала смогут «подружиться».
    И потом, то, что будет копится, когда накопится будет таким токсичным, что при прорывае фильтра погубит много людей.
    Значит не годится((
    Может тогда можно использовать в утилизации жидких токсичный отходов? Испаряем воду, полученный сухой остаток разделяем/очищаем, снова испаряем воду и так до полной утилизации.
    Думаю дороговато выйдет, но всяко не дороже ,чем отравлять планету.
    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Айдынов  27 января, 19:32
    Американцы используют нанотехнологии, а суровые русские мужики как использовали замороженный лом, так и будут использовать... :))))
    ОтветитьНравится
  • Сергей Исаков  27 января, 19:53
    Что это за вещество такое «оксид графена»? О_о
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  27 января, 20:02
    http://www.futurity.org/wp-content/uploads/2011/03/new_image_1.jpg
    Graphene oxide has been shown to be a stable complex of oxidative debris
    (red ellipses) strongly adhered to functionalized graphene-like sheets

    Ещё можно покопать тут
    www.google.ru/#hl=ru&cp=13&gs_id=1e&xhr=t&q=%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4+%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B5%D0%BD%D0%B0&pf=p&sclient=psy-ab&newwindow=1&source=hp&pbx=1&oq=%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4+%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B5%D0%BD%D0%B0&aq=0&aqi=g1&aql=&gs_sm=&gs_upl=&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_cp.,cf.osb&fp=699156c45e6c8375&biw=1280&bih=933

    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  27 января, 20:03
    ОтветитьНравится
  • Сергей Исаков  27 января, 20:04
    Я просто имел ввиду, что это звучит аналогично «оксиду алмаза», разве можно употреблять такое словосочетание?
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  27 января, 20:06
    «разве можно употреблять»

    Ну как видите (см ссылки), можно.

    ОтветитьНравится
  • Сергей Исаков  27 января, 20:21
    Окси
    ОтветитьНравится
  • Сергей Исаков  27 января, 20:22
    Оксид — бинарное соединение химического элемента с кислородом.
    Разве графен является химическим элементом?
    Я понимаю, что термин уже существует, так что вопрос больше буквоедский — насколько научно грамотным является данное словосочетание?
    ОтветитьНравится
  • Георгий Бухарев  30 января, 23:17
    точно, почти так же как оксид бензола
    ОтветитьНравится
  • Сергей Гончаров  27 января, 21:03
    Вот это да! Фантастика!!! Очень интересные свойства!
    ОтветитьНравится
  • Максим Богатов  27 января, 22:23
    Как получиться воду опреснять, ??? вода вроде не в жидком состоянии проходит через мембрану, а газообразном???
    ОтветитьНравится
  • Хажевский Андрей  27 января, 22:32
    Вообще в статье написано в виде льда, но не это важно. Вода проходит в газообразном, но конденсировать воду задача очень простая в химической технологии.
    ОтветитьНравится
  • Максим Богатов  28 января, 00:29
    А зачем для этого мембрана?
    ОтветитьНравится
  • Сергей Исаков  28 января, 00:44
    Ну как бы что бы не испарять воду нагреванием, т.е. с затратами энергии, а просто очень быстро испарять с помощью катализатора. Получится, что никаких затрат не происходит, ни реагентов ни энергии.
    ОтветитьНравится
  • Максим Богатов  28 января, 02:24
    А не дорого ли это химически воду испарять?
    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  28 января, 09:23
    -- испарять без энергии не получится ..
    ОтветитьНравится
  • Хажевский Андрей  28 января, 11:16
    Нет, не получится в том случае, если вода не обладает энергией. При нормальных условиях её достаточно. Заметьте, в статье речь идёт о испарении воды внутри бутылки, а не за мембраной. Если вода выходит за пределы бутылки, значит парциальное давление её паров в бутылке падает, что опять таки приводит к испарению воды. Интенсивность испарения будет напрямую зависеть от скорости пропускания воды через мембрану. И не путайте понятие испарения при достижении температуры кипения и испарения при нормальных условиях.
    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  28 января, 11:57
    -- Я о другом, при промышленном процессе нужнен подогрев.. могу сказать,что показанный коэффицинт разделения впечетляет .. В Болгарии я предлагал делать новые сорбенты на основе углерода, давал это в Мембране в 2006 г .. мой сорбент в состоянии накопить до 10 % водорода по весу и более 30% СН4 .. вот тут я задумался,..можно создать новый класс мембран, которые будут селективны и с низким сопротивлением .
    ОтветитьНравится
  • Александр Максаков  29 января, 02:21
    Вот если в виде льда , то тогда можно получать энергию броуновского движения , ведь за агрегатное состояние отвечает оно , представьте получаем лед и выделленную энергию , летом клас , холодильник наоборот , будет в сеть энергию выдавать и льдом снабжать...
    ОтветитьНравится
  • Алексей Сорокин  28 января, 01:52
    Беру две по 1 кв.м. В деревню. Для опытов. ))
    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  28 января, 09:21
    -- Очень интересно ..
    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  28 января, 09:25
    --для гелия 10^10 — это что-то .. эффект явно в поляризации- «протягивании» молекулы воды «за уши» сквозь 6-и угольное кольцо графена ..
    ОтветитьНравится
  • Qwerty Ujikol  28 января, 11:25
    Получается, что графен обладает гидрофильными свойствами? Прямо противоположно липидной мембране, которой, чтобы пропускать воду, нужны специальные белковые каналы, действующие по тому же принципу — диаметр поры и внутренняя стенка канала обладают сродством исключительно к водной молекуле.
    ОтветитьНравится
  • Владимир Решетов  29 января, 09:08
    А почему никто не сказал о спортивной одежде? Одежда, свободно испаряющая пот — это замечательно.
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  29 января, 23:25
    Ну такое вроде уже есть без всякого графена. А потом — это всё открытия на перспективу. Пока дороговата одёжка получится-то, графеновая. :-)
    ОтветитьНравится
  • Павел Капитанов  30 января, 09:22
    Так и первые транзисторы по 200$ стоили:)
    ОтветитьНравится
  • Александр Морозов.  30 января, 10:20
    А по-моему лучшая такая одежда — обычная ХБ и ничего выдумывать не надо
    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Рудый  30 января, 10:31
    х/б для спортивной одежды (если действительно в ней спортом заниматься а не за компом сидеть) плохо подходит, намокает, тяжелеет и долго сохнет.
    современная спортивная синтетика намного лучше обеспечивает теплообмен и моментально сохнет. если правильная одёжка нательное термобельё остаётся сухим, а пот оказывается на поверхности куртки
    ОтветитьНравится
  • Александр Морозов.  30 января, 11:18
    Не знаю что там у синтетики, я одеваю футболку или толстовку ХБ и обычно синтетические штаны. Футболка после 5 км бега, или 2 ч футбола, или 1.5 ч борьбы мокрая, и это нормально. Более того, после двух недель тренировок по три раза в неделю футболку не надо стирать — она даже не воняет потом. А вот синтетическую цветную футбольную манишку приходится стирать каждый раз ибо сразу воняет, хотя была одета поверх футболки.
    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Рудый  30 января, 11:41
    а зачем терпеть мокрую одежду на себе? летом синтетика высыхает моментально, в прохладную погоду флисовая толстовка мокрая снаружи, а синтетическая футболка под ней сухая
    раньше тоже пользовался х/б сравнение в её пользу, а стирать по любому приходиться — соли никуда не деваются
    к примеру на зиму то слои такие: 1.термобелье 2.теплый синтетический слой впитывающий влагу (кофта из флиса или полартека или чего еще) 3.куртка или ветровка с мембраной, слой выводящий влагу наружу и одновременно непромокаемый и непродуваемый — это химическая или обычная мембрана «гортекс».
    ОтветитьНравится
  • Александр Морозов.  30 января, 16:15
    Ну почему же терпеть? пот предназначен для отвода тепла методом испарения. ХБ футболка имеет намного большую площадь испарения, чем кожа сама по себе. После физнагрузок я моюсь и одеваю чистое. Более того, даже если футболка высыхает на теле — это не заметно даже зимой, т.к. в организме много тепла. И даже когда ХБ майка высохла, она не воняет как синтетика. Вообще. Хотя у разных людей разный пот, у меня с выделительной системой все в порядке и рабочий пот у меня не вонючий.

    Зимой для спокойного режима я обычно одеваю ХБ толстовку, куртку-пуховик на синтепоне (горнолыжные, от 0 до -15) или на натуральном пухе (повседневная, от -5 до -20). Если режим активный, то рабочие температуры можно понизить еще на 5 градусов.

    В общем с терморегуляцией у меня все в порядке, и сердце работает отлично (220/90 под нагрузкой/через минуту)

    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Рудый  30 января, 16:50
    разницу в запахе между хлопком и синтетикой не замечал, возможно не та синтетика была юзана? синтетики сейчас не мало и по качеству есть значительные отличия. «правильные» высыхают за считанные минуты.
    при длительных нагрузках, в опходах это вочень важно
    хлопку такое недоступно. хотя хлопок ближе к телу — приятней, но это для более спокойного времяпрепровождения
    ОтветитьНравится
  • Александр Морозов.  30 января, 17:03
    Я в походы не хожу, возможно там и нужны такие свойства. Для моих задач хлопок оптимален ;)
    ОтветитьНравится
  • Сергей Тельминов  31 января, 12:19
    Насчёт бражки — сейчас мороз везде, даже в Европе. Элементарно — бражку вынес на мороз — утром слил что не замёрзло — вот тебе спирт со всем остальным дерьмом, которое не замёрзло. А графен пропустит только воду. Сивушные масла все Вам оставит!!! :))) А вот опреснитель для воды и фильтр вообще — идеальны! Это мне очень нравится!
    ОтветитьНравится
  • Евгений Прудков  31 января, 16:48
    Уже три десятка лет известна нафионовая мембранаб изобретенная Dupont.
    Это пленка из фторопласта, прекрасно пропускающая воду и задерживающая все остальное.
    Но она недешева и ее применение сильно ограничено, в частности, в водородных топливных элементах и малогабаритных осушителях .
    ОтветитьНравится
  • Согласен с Сергеем. Да просто очищайте воду. Из солёной делайте питьевую. В мире почти не осталось запасов питьевой воды. Пьём отстой из канализаций.
    ОтветитьНравится