Grafeno, o mais fino dos filtros

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O grafeno pode simplificar a produção de água pesada e ajudar a limpar lixo nuclear, filtrando diferentes isótopos de hidrogênio, diz o estu...

O grafeno pode simplificar a produção de água pesada e ajudar a limpar lixo nuclear, filtrando diferentes isótopos de hidrogênio, diz o estudo da Universidade de Manchester.


Uma equipe liderada por Sir Andre Geim demonstrou que o uso de membranas feitas de grafeno pode m atuar como uma peneira, separando prótons - núcleos de hidrogênio - a partir de núcleos mais pesados ​​de isótopos de hidrogênio deutério, conforme publicado na Science.



O processo poderia significar a produção de água pesada para usinas de energia nuclear usando dez vezes menos energia intensiva, mais simples e mais barato com o uso do grafeno.

Um dos isótopos de hidrogênio, o deutério, é amplamente usado em tecnologias de rastreio analíticos e químicos e, também, como água pesada, necessária em milhares de toneladas para operação de usinas nucleares.

O mais pesado isótopo, trítio, é radioativo e precisa ser removido com segurança como um subproduto da geração de eletricidade em usinas de fissão nuclear. A tecnologia nuclear do futuro baseia-se na fusão de dois isótopos pesados.

As tecnologias de separação atuais para a produção de água pesada são de uso extremamente intensivo de energia, e têm representado um grande problema científico e industrial. Agora o grafeno promete fazê-lo de forma eficiente.

Os pesquisadores testaram se deuterons - núcleos de deutério - podem passar através de grafeno e sua irmã material de nitreto de boro. Eles totalmente esperado deuterons para passar facilmente através, como a teoria existente não prever qualquer diferença de permeação para ambos os isótopos.

Os pesquisadores ficaram surpresos ao descobrir que deuterons não só foram efetivamente peneirado por suas membranas grossas um átomo, mas foram peneiradas com uma alta eficiência de separação.

A descoberta tornam as monocamadas de grafeno e nitreto de boro atraentes como membranas de separação para enriquecer misturas de deutério e trítio.

Além disso, os investigadores mostraram que a separação é inteiramente evolutiva. Usando (CVD) grafeno quimicamente depositada a vapor, eles construíram dispositivos - com poucos centímetros de tamanho - para bombear eficazmente hidrogênio a partir de uma mistura de deutério e hidrogênio.

Dr Marcelo Lozada-Hidalgo, da Universidade de Manchester pesquisador pós-doutorado e principal autor do estudo, disse:

Esta é realmente a primeira membrana que mostrou distinguir entre partículas subatômicas, todos à temperatura ambiente.
Agora que nós mostrou que é uma tecnologia totalmente escalável, esperamos que possa encontrar rapidamente o seu caminho para aplicações reais.

Professora Irina Grigorieva, que é co-autora da pesquisa, disse: "Ficamos impressionados ao ver que uma membrana pode ser utilizada para separar partículas subatômicas."

É realmente uma configuração simples. Esperamos ver aplicações desses filtros não só em química analítica e rastreamento tecnologias, mas também para ajudar a limpar resíduos nucleares de trítio radioativo.

Fonte: Universidade de Washington (via Phys.org)
[Visto no Brasil Acadêmico]

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  1. O futuro da economia é a tecnologia e a ciência. Os avanços da nano tecnologia das aplicações informáticas, os sistemas de visão, as câmaras, os frame grabber, tudo isso é presente. Os tempos onde essas possibilidades eram os elementos da ficção científica ficaram ultrapassados. Hoje é tempo de investir e capacitar as pessoas para essa industria do futuro. As aplicações são tão grandes quanto interessantes, na industria, na agricultura, a medicina, a saúde e o lazer. Tomará que os avanços sejam proveitosos para todos.

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