Dessalinização de Água através de Grafeno Nanoporoso

Mostramos que poros em escala nanométrica em grafeno livre de camadas podem filtrar efetivamente o sal de NaCl da água. Usando dinâmica molecular clássica, relatamos o desempenho de dessalinização de tais membranas em função do tamanho dos poros, funcionalização química e pressão aplicada. Nossos resultados indicam que a capacidade da membrana de prevenir a passagem do sal depende criticamente do diâmetro do poro, com poros de tamanho adequado permitindo o fluxo de água enquanto bloqueiam íons. Além disso, uma investigação sobre o papel de grupos funcionais químicos ligados às bordas dos poros de grafeno sugere que grupos hidroxila que ocorrem comumente podem dobrar aproximadamente o fluxo de água devido ao seu caráter hidrofílico. O aumento no fluxo de água vem às custas de um desempenho de rejeição de sal menos consistente, o que atribuimos à capacidade dos grupos funcionais hidroxila de substituir moléculas de água na camada de hidratação dos íons. No geral, nossos resultados indicam que a permeabilidade da água desse material é várias ordens de magnitude maior do que membranas convencionais de osmose reversa, e que o grafeno nanoporoso pode ter um papel valioso na purificação da água.