К списку вещей, которые можно реализовать с помощью удивительного материала, графена, смело можно добавить еще один пункт - получение чистой пресной воды. С помощью графена, обработанного соответствующим образом, достаточно легко можно удалить соль из морской воды, превращая моря и океаны в источник питьевой воды для измученного жаждой населения некоторых стран. Помимо этого, графеновая пленка с отверстиями необходимого размера может стать универсальным фильтром, позволяющим разделять практически любые вещества.

Ключом для опреснения воды являются отверстия, поры соответствующего размера, проделанные в непрерывной графеновой пленке, которые позволяют беспрепятственно проходить молекулам воды и которые задерживают молекулы соли, имеющие больший размер. Идеальный размер отверстий равен одному нанометру, меньший размер, к примеру, в три четверти нанометра, уже не позволит проходить молекулам воды через мембрану фильтра.

Немного повторяясь, расскажу, графен - это самый тонкий и невероятно прочный материал, обладающий, к тому же, уникальными электрическими свойствами. Графен - это плоская форма кристаллического углерода, решетка которого имеет толщину всего в один атом. Длина связей между соседними атомами составляет 0.14 нанометра, поэтому, используя различные методы, можно создать в графеновой пленки отверстия практически любого диаметра.

Джеффри Гроссман (Jeffrey Grossman), ученый-материаловед из Массачусетского технологического института, создал и рассчитал математические модели, позволившие рассчитать требующийся размер отверстий в графене, которые позволят беспрепятственно проходить молекулам воды. Такие отверстия могут быть сделаны с помощью бомбардировки графена ионами гелия, которые повышибают из решетки некоторые атомы углерода, а использование некоторых методов нанструктуризации позволит упорядочить созданные отверстия и изготовить графеновые фильтры требуемых размеров.

Современные установки по опреснению морской воды используют очень высокое давление для того, что бы продавить воду сквозь специальные пористые мембраны. Такой метод дорог, требует использования дорогостоящего оборудования и больших затрат электроэнергии. Графеновые фильтры, за счет малой толщины мембраны, могут работать в пассивном режиме, без создания избыточного давления, а для увеличения их производительности давление все-таки придется создать, но не столь высокое, которое требуют обычные методы опреснения.