Крепость водки можно повысить при помощи графена

Авторами открытия стали исследователи под руководством Андрея Гейма из университета Манчестера, в 2010 году вместе с другим выходцем из России Константином Новоселовым награжденного за получение графена Нобелевской премией. На этот раз исследователи создали мембрану из нескольких слоёв оксида графена.

Каждый этаж в этой мембране представляет собой плоскую решётку углеродных атомов, с которыми соединяется ряд других атомов и молекул, в том числе гидроксильная группа OH. Толщина этого материала составляет доли микрометра.

Запечатав этой мембраной металлический контейнер, ученые обнаружили, что она легко удерживает в емкости различные газы и жидкости, в том числе и гелий, известный своей способностью легко просачиваться через многие материалы. Однако вода, помещенная в такой контейнер, быстро из него улетучивалась. Она проходила сквозь многослойную графеновую мембрану в 10₁₀ раз быстрее, чем гелий. «Никакой материал не мог бы вести себя страннее», — отмечает Гейм.

Для демонстрации своих наблюдений физики запечатали графеновой мембраной бутылку водки. Вскоре крепость напитка сильно выросла за счёт испарения воды. При этом спирт через мембрану пройти не мог.

Авторы работы полагают, что секрет материала заключается в промежутках между графеновыми листами, подстраивающимися под размеры водяных молекул. Для других молекул эти капилляры либо слишком малы, поскольку когда воды нет, пространство между листами графена сужается, либо все имеющиеся пути на свободу уже заняты водой.

Причём вода в межграфеновом пространстве, предположительно, формирует слой льда толщиной в одну молекулу, который почти без трения передвигается между листов. Молекулы H2O наполняют и покидают эти слои, постепенно перебираясь из замкнутого объёма наружу.

В журнале Science учёные отмечают, что изобретенная ими мембрана может пригодиться для разделения самых разнообразных водных смесей.