Graphyne comme membrane pour la désalinisation de l'eau

La perméation à travers des membranes avec des pores est importante dans le choix des matériaux pour les techniques de filtration et de séparation. Ici, nous rapportons, grâce à des simulations de dynamique moléculaire, qu'une membrane de graphyne en couche unique peut être imperméable aux ions de sel, tout en permettant la perméation des molécules d'eau. Le rejet de sel et la perméabilité à l'eau du graphyne sont étroitement liés à la pression hydrostatique, au type de membrane en graphyne, et à la concentration en sel de la solution, respectivement. En analysant la structure de la couche d'hydratation, nous avons constaté que le nombre de coordination moyen des ions joue un rôle clé dans la purification de l'eau. Nos calculs ont montré que le rejet de sel de la membrane graphyne-3 est le meilleur et qu'elle peut maintenir un taux idéal de 100 % dans des cas à considérer. Dans une évaluation exhaustive du rejet de sel et de la perméabilité, le graphyne-4 est une membrane de purification parfaite. En résumé, nos résultats indiquent que les graphynes (graphyne-3 et -4) ont non seulement un rejet de sel plus élevé, mais possèdent également une perméabilité à l'eau supérieure, plusieurs ordres de grandeur au-dessus des membranes d'osmose inverse conventionnelles. La membrane en graphyne en couche unique pourrait avoir un grand potentiel d'application comme membrane pour la purification de l'eau.