Учёные из Национального института графена (NGI) создали трёхмерную пористую сборку оксида графена (GO), которая эффективно поглощает загрязняющие вещества из воды. Способ позволит селективно удалять из жидкости положительно или отрицательно заряженные загрязнители, в том числе ионы тяжёлых металлов.
Исследователи использовали жидкокристаллический материал под названием CTAB (бромид цетилтриметиламмония) для объединения хлопьев GO в мелкие частицы гидрогелей оксида графена без необходимости превращать их в графен. Это было достигнуто путём добавления водной дисперсии GO в виде мелких капель в раствор ЦТАБ в воде. Когда капли GO попадали на поверхность раствора CTAB, они походили на струю горячего дыма, попавшего на холодный воздух. Капля GO стекала в раствор CTAB в форме кольца или тороида из-за различий в плотности и поверхностном натяжении двух жидкостей. Управляя различными параметрами этого процесса, исследователи получили частицы в форме сфер (шариков), тороидов (пончиков) и промежуточных форм, напоминающих медуз.
«Мы разработали универсальную фазовую диаграмму для формирования этих форм, основанную на четырёх безразмерных числах — числах Вебера, Рейнольдса, Онхезоржа и Вебера, представляющих инерционное, вязкое, поверхностное натяжение и электростатические силы соответственно. Это можно использовать для точного управления морфологией частиц путём изменения параметров формирования», — сказал доктор Ичжэнь Шао.
Учёные использовали высокоскоростную фотографию, чтобы показать формирование и эволюцию этих форм частиц. По их мнению, конструктор частиц можно настраивать для самых разных режимов очистки воды.
