第129章 既喜且忧(1 / 2)
网络上被带起的节奏刘峰并不清楚,即便知道了,恐怕也会一笑了之。
因为他的研究项目现在已经进入了关键环节,即便是天塌下来也不会撬动他耗死在实验室的心。
海水淡化反渗透膜材料的主要难点有二,一种是杂质粒子的过滤问题;另一种就是价格问题。
对于杂质粒子的过滤,这个问题反而是最好解决的。
无论是之前的聚酰胺复合材料还是类石墨烯的各种材料,都能够很好的解决这个问题。
水分子的粒径大约在0.4纳米左右,而海水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质基本上都比水分子的粒径大很多,再加上水分子具有柔性,即便是0.1纳米的孔洞,被其浸染后往往会扩大到足以通过;因此,一般反渗透膜材料的通道结构都控制在0.1纳米到0.5纳米之间;而满足这些条件的材料,刘峰现在至少发现上百种了。
毕竟,有基本的理论,再加上还有类石墨烯材料可做参考,借着异能的帮助,刘峰就可以通过控制微观世界粒子组合反应,最终合成适用于海水淡化的新材料。
然而让刘峰感觉万分可惜的是,这里面至少99.9%的新材料,一旦脱离了他的异能控制,要么瞬间分崩离析,要么随后与其他物质发生反应,物理、化学性质极不稳定。
还好大浪淘沙,总有几种新材料的性质比较稳定,而且接下来的可操作性还比较强。当然,即便具有一定的可操作性,那也是需要刘峰自己去认真推导,然后重复的进行实验验证,甚至于像是买彩票那般去撞大运的。
毕竟,一种新材料从合成出来到实际应用,完全不是一个概念。
价格问题始终是横亘在新材料通往大规模运用道路上的一座大山!
本着愚公移山的精神,刘峰已经在实验室验证过十数种新材料了,但至今还未找到让他满意的那种。
而此时此刻,他手里正在着手研究的一种新材料,便是他的最新发现,编号127。
如果非要给它安个名字的话,可以称之为多孔碳纤维微晶氧化石墨复合材料。
从名字上就能看出,这种材料带着多孔结构,不仅具有碳纤维轴向强度模量高、密度低、高比性能、耐超高温、在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀等特性,还具有微晶氧化石墨的高吸附性质,对海水中各种杂质粒子的吸附过滤能力十分突出。
之所以被刘峰发现,也是得益于一次偶然的机会,他在对各种碳纤维材料和石墨烯进行瞎鼓捣的时候,偶然的灵光一现:如果能同时保留两者的性质,合成一种新材料,这种新材料还能够用于海水淡化吗?
于是,新的材料出现了,验证的结果也相当喜人:
这种新材料在-35℃~180℃的温度中结构稳定,并且耐酸、耐碱、耐有机溶剂,而且强度高,与传统的聚酰胺复合材料相比,其杨氏模量是后者的3倍多;当然,这种材料同时带有多孔结构,孔径在0.3纳米左右——简直就是天生的反渗透膜材料!
欣喜若狂的刘峰,一边分析记录这种材料在各种强刺激环境下的耐受性数据,一边着手研究通过实验室合成的问题。
一般来说,造成反渗透膜价格昂贵的因素有很多,但归结起来,主要是原料、能源以及人工。
而这种复合材料,可以通过廉价的氧化石墨作为起始原料来合成,因此,在原料成本上,就比其他的材料便宜了一大截,应用前景当然十分广阔!
至于能源和人工成本问题,在刘峰看来就是仁者见仁,智者见智的问题了,只要不断的调整和优化生产工序,能源和人工成本完全可以控制下来。
因此,刘峰现在遇到的难题主要还是在于生产工序的优化问题。
这种多孔碳纤维微晶氧化石墨复合材料的生产方式,他已经大致推导了出来。
第一步是将石墨放入水中超声分散,形成均匀分散、质量浓度为0.25g/l~1g/l的氧化石墨溶液,再向所述的氧化石墨溶液中滴加质量浓度为8%的钌溶液,形成质量浓度为0.25g/l~2g/l的溶液。
随后将配制的混合溶液置于1150℃下,渗入钌,然后冷却到约850℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面,形成镜片形状的单层碳纤维微晶氧化石墨材料;而且,在第一层覆盖后,第二层便开始立即生长;底层的材料会与钌产生强烈的相互作用,而第二层后这种材料就几乎与钌完全分离,只剩下弱电耦合。
推导的结果并不能当成最后的结果,毕竟实验才是检验真理的唯一标准。但往往实验的不确定性因素太多,一个不经意间的失误都完全可能造成难以估量的后果。