GRAFENO, O FILTRO MAIS FINO.

Uma pesquisa da Universidade de Manchester indica que o grafeno pode simplificar a produção de água pesada e ajudar a limpar o lixo nuclear, filtrando diferentes isótopos de hidrogênio.

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Publicado na revista Science, uma equipe liderada por Sir Andre Geim demonstrou que o uso de membranas feitas de grafeno pode atuar como uma peneira, separando prótons – no núcleo de hidrogênio – a partir de núcleos mais pesados de isótopos de hidrogênio deutério.

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

Um dos isótopos de hidrogênio, o deutério, é amplamente utilizado em tecnologias de rastreamento analítico e químico, e também na necessidade de água pesada em milhares de toneladas para o funcionamento das centrais 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 futura baseia-se na fusão de dois isótopos pesados.

As tecnologias de separação atuais para a produção de água pesada são extremamente intensivas em energia, e têm apresentado um grande problema científico e industrial. Agora as promessas com o grafeno podem fazê-lo de forma eficiente.

Os pesquisadores testaram se deuterons – núcleos de deutério – podem passar através de grafeno e em seu material irmão, o nitreto de boro. É esperado que deuterons passem facilmente através, uma vez que a teoria existente não preve qualquer diferença de permeação para ambos os isótopos.

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

A descoberta torna mono-camadas de grafeno e nitreto de boro atraente como membranas de separação para enriquecer misturas de deutério e trítio.

Além disso, os investigadores mostraram que a separação é inteiramente evolutiva. Usando o grafeno-quimicamente-depositado-a-vapor (CVD), eles construíram dispositivos de tamanho alguns centímetros para bombear de modo eficaz o hidrogênio a partir de uma mistura de deutério e hidrogênio.

Dr Marcelo Lozada-Hidalgo, da Universidade de Manchester pesquisador pós-doutorado e primeiro autor do estudo, disse: “Esta é realmente a primeira membrana apresentada capaz de distinguir partículas subatômicas, e todos à temperatura ambiente. Agora que nós mostramos que é uma tecnologia totalmente escalável, esperamos que possa encontrar rapidamente o seu caminho para aplicações reais”.

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

“É realmente uma configuração simples. Esperamos vêr que as aplicações desses filtros não só em química analítica e rastreamento de tecnologias, mas também para ajudar a limpar resíduos nucleares de trítio radioactivo.”

Fonte: Phys.org

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