Des ingénieurs du MIT ont fabriqué des membranes à partir d'une feuille de graphène et en ont comparé les performances avec des membranes sur le marché. Leurs membranes se sont montrées capables de filtrer des molécules dix fois plus vite que les meilleures membranes de dialyse du moment.
Les dialyses, qui consistent à faire passer des molécules d’une solution vers une autre plus concentrée de manière sélective grâce à des membranes sont particulièrement utilisées dans le domaine médical (diagnostic, purification, hémodialyse) ou dans les laboratoires de chimie notamment. Aujourd’hui les membranes disponibles sur le marché sont assez lentes car très épaisses (20nm). Les chercheurs du MIT, dont les travaux sont parus dans Advanced Materials, ont fabriqué des membranes à partir d’une feuille de graphène d’une dimension de 1nm d’épaisseur pour la taille d’un ongle en surface. Ils ont testé leurs membranes dans plusieurs configurations sur de nombreux solutés différents.
1- le graphène est fabriqué sur un support en cuivre et pressé contre une feuille de polycarbonate
2- le polycarbonate sert à récupérer le graphène sur le cuivre
3- en utilisant une technique de polymérisation interfaciale, les chercheurs réparent les défauts du graphène produit
4- ensuite ils utilisent un plasma d’oxygène pour fabriquer des pores d’une taille spécifique dans le graphène
Pour fabriquer leurs membranes, les chercheurs ont utilisé la technique de dépôt de vapeur chimique (CVD) pour produire le graphène lui-même et l’ont déposé sur une feuille de polycarbonate dont les pores sont plus larges que ceux du graphène. La feuille de polycarbonate sert notamment à rigidifier le graphène et à empêcher qu’il ne se replie sur lui-même. Les chercheurs ont ensuite créé les pores dans le graphène en exposant le feuillet à un plasma d’oxygène. Selon les caractéristiques du plasma, ils peuvent contrôler les tailles et la densité des pores. Les résultats obtenus sont plus que prometteurs, surtout quand on sait que la performance de la membrane à base de graphène peut être encore largement améliorée en optimisant la partie en polycarbonate, dont la conception pour ces travaux, ne permettait de rendre accessible que 10% de la surface du graphène.
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