Tým Massachusettského technologického institutu vyvinul nový postup pro odstranění uranu z pitné vody. Tato levná a praktická metoda využívá pěnu z oxidu grafenu, která při průchodu elektrického proudu buď váže, nebo naopak odpuzuje ionty uranu. Stejný postup by bylo možné uplatnit i pro další těžké kovy ve vodě.

Grafen se opět překonal. Badatelé MIT vymysleli pro tento pozoruhodný materiál nové praktické využití, tentokrát v souvislosti s úpravou pitné vody. Vyvinuli opakovaně použitelný filtr z pěny oxidu grafenu, který funguje jako magnet na uran. Tento filtr dokáže účinně vytáhnout uran z pitné vody.

Uran se může dostat do pitné vody prosakováním z hornin, v nichž se přirozeně vyskytuje anebo z radioaktivního odpadu při těžbě uranu či při provozu jaderných zařízení. Jakmile k tomu dojde, tak může uran už v malých množstvích ohrožovat lidské zdraví. To je příležitost pro zajímavé technologie, jako je třeba grafenová pěna.

Pěna z oxidu grafenu funguje výtečně a odstraní uran z vody během pár hodin, takže se stane pitnou. Ještě lepší je, že je možné tento filtr po aplikaci vyčistit a pak ho opakovaně používat znovu, aniž by ztratil účinnost. Grafenová pěna pracuje tak, že do ní nejprve vstoupí elektrický proud. V důsledku toho dojde k rozkladu okolních molekul vody a uvolnění vodíku, čímž lokálně vzroste pH. Uvedené změny způsobí, že jsou k povrchu grafenové pěny přitahovány ionty uranu. Badatelé rovněž zjistili, že při těchto pochodech uran krystalizuje do doposud neznámé formy hydroxidu uranu.

Grafenová pěna pojme úctyhodné množství uranu. Když přece jen dojde k naplnění její kapacity, tak je možné uran snadno odstranit. Stačí aplikovat opačný elektrický náboj a uran se uvolní. Pěnu je pak možné použít znovu, a to opakovaně. Z provedených experimentů vyplývá, že pěnu je možné použít minimálně sedmkrát po sobě, aniž by ztratila svou účinnost ve filtrování uranu z vody. Jak uvádí vedoucí výzkumu Ju Li, jejich grafenová pěna může polapit uran, jehož celková hmotnost čtyřnásobně přesahuje hmotnost grafenové pěny.

Podle badatelského týmu je tato metoda levná a lze ji použít v různých fázích čištění vody. Filtry z grafenové pěny by se rovněž mohly uplatnit i pro další těžké kovy, které závažným způsobem znečišťují vodu, jako je olovo, rtuť nebo kadmium.

Zdroj: www.osel.cz, Literatura: MIT 4. 8. 2021., Advanced Materials online 4. 8. 2021., ilustrační grafika (schéma filtrování uranu grafenovou pěnou), autor: Ju Li / MIT.