來自信州大學和賓州州立大學的國際研究團隊開發(fā)了一種石墨烯基脫鹽膜涂層，其性能比目前的納濾膜技術更加強大和可擴展。可應用于清潔水溶液以及蛋白質(zhì)分離，廢水處理以及制藥和食品工業(yè)應用的堅固實用膜。

賓州州立大學物理，化學和材料科學與工程教授說：“我們的夢想是創(chuàng)造一種結(jié)合了高流速，高效率，長壽命，自我修復和消除生物和無機污染的智能膜，以便為世界這些潔凈水稀缺的地方提供干凈的水，目前我們正朝著這個方向邁進。”

該團隊開發(fā)的混合膜使用簡單的噴涂技術將石墨烯氧化物和少量層狀石墨烯的混合物涂覆在用聚乙烯醇改性的聚砜的骨架支撐膜上。支撐膜增強了膜的穩(wěn)健性，其能夠承受強烈的亂流，高壓和氯氣侵蝕。氯通常用于解決膜中的生物污染，但氯會迅速降低當前聚合物膜的性能。添加少量石墨烯使新型膜對氯具有高度抗性。

已知石墨烯具有高機械強度，以及除水不可滲透性，當鹽溶于水時，它們總是在鹽分子周圍形成水分子的“殼”。這使得石墨烯膜的微小毛細管阻止鹽與水一起流動。水分子能夠穿過膜屏障并快速流動，而鹽殼卻無法通過，使其成為脫鹽膜的理想材料。然而，將石墨烯擴展到工業(yè)數(shù)量包括許多挑戰(zhàn)，包括控制缺陷和處理二維材料所需的復雜轉(zhuǎn)移技術。目前的工作嘗試克服可擴展性問題并在制造規(guī)模上提供廉價，高質(zhì)量的膜。

這種智能石墨烯膜，能夠高效分離出清潔水，還能自我修復，消除生物和無機污染。而且這種智能石墨烯擁有很長的壽命，不必經(jīng)常更換。

隨著人口不斷增加，水資源短缺問題日益嚴峻，擁有更高效，低成本的制造清潔水技術，能給人們用上更清潔，廉價的水。許多發(fā)展中水資源短缺國家也能都享受到充足，清潔，低廉的水。