網絡上被帶起的節奏劉峰并不清楚,即便知道了,恐怕也會一笑了之。
因為他的研究項目現在已經進入了關鍵環節,即便是天塌下來也不會撬動他耗死在實驗室的心。
海水淡化反滲透膜材料的主要難點有二,一種是雜質粒子的過濾問題;另一種就是價格問題。
對于雜質粒子的過濾,這個問題反而是最好解決的。
無論是之前的聚酰胺復合材料還是類石墨烯的各種材料,都能夠很好的解決這個問題。
水分子的粒徑大約在0.4納米左右,而海水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質基本上都比水分子的粒徑大很多,再加上水分子具有柔性,即便是0.1納米的孔洞,被其浸染后往往會擴大到足以通過;因此,一般反滲透膜材料的通道結構都控制在0.1納米到0.5納米之間;而滿足這些條件的材料,劉峰現在至少發現上百種了。
畢竟,有基本的理論,再加上還有類石墨烯材料可做參考,借著異能的幫助,劉峰就可以通過控制微觀世界粒子組合反應,最終合成適用于海水淡化的新材料。
然而讓劉峰感覺萬分可惜的是,這里面至少99.9%的新材料,一旦脫離了他的異能控制,要么瞬間分崩離析,要么隨后與其他物質發生反應,物理、化學性質極不穩定。
還好大浪淘沙,總有幾種新材料的性質比較穩定,而且接下來的可操作性還比較強。當然,即便具有一定的可操作性,那也是需要劉峰自己去認真推導,然后重復的進行實驗驗證,甚至于像是買彩票那般去撞大運的。
畢竟,一種新材料從合成出來到實際應用,完全不是一個概念。
價格問題始終是橫亙在新材料通往大規模運用道路上的一座大山!
本著愚公移山的精神,劉峰已經在實驗室驗證過十數種新材料了,但至今還未找到讓他滿意的那種。
而此時此刻,他手里正在著手研究的一種新材料,便是他的最新發現,編號127。
如果非要給它安個名字的話,可以稱之為多孔碳纖維微晶氧化石墨復合材料。
從名字上就能看出,這種材料帶著多孔結構,不僅具有碳纖維軸向強度模量高、密度低、高比性能、耐超高溫、在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹等特性,還具有微晶氧化石墨的高吸附性質,對海水中各種雜質粒子的吸附過濾能力十分突出。
之所以被劉峰發現,也是得益于一次偶然的機會,他在對各種碳纖維材料和石墨烯進行瞎鼓搗的時候,偶然的靈光一現:如果能同時保留兩者的性質,合成一種新材料,這種新材料還能夠用于海水淡化嗎?
于是,新的材料出現了,驗證的結果也相當喜人:
這種新材料在-35℃~180℃的溫度中結構穩定,并且耐酸、耐堿、耐有機溶劑,而且強度高,與傳統的聚酰胺復合材料相比,其楊氏模量是后者的3倍多;當然,這種材料同時帶有多孔結構,孔徑在0.3納米左右——簡直就是天生的反滲透膜材料!
欣喜若狂的劉峰,一邊分析記錄這種材料在各種強刺激環境下的耐受性數據,一邊著手研究通過實驗室合成的問題。
一般來說,造成反滲透膜價格昂貴的因素有很多,但歸結起來,主要是原料、能源以及人工。
而這種復合材料,可以通過廉價的氧化石墨作為起始原料來合成,因此,在原料成本上,就比其他的材料便宜了一大截,應用前景當然十分廣闊!
至于能源和人工成本問題,在劉峰看來就是仁者見仁,智者見智的問題了,只要不斷的調整和優化生產工序,能源和人工成本完全可以控制下來。
因此,劉峰現在遇到的難題主要還是在于生產工序的優化問題。
這種多孔碳纖維微晶氧化石墨復合材料的生產方式,他已經大致推導了出來。
第一步是將石墨放入水中超聲分散,形成均勻分散、質量濃度為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質量濃度為8%的釕溶液,形成質量濃度為0.25g/L~2g/L的溶液。
隨后將配制的混合溶液置于1150℃下,滲入釕,然后冷卻到約850℃后,之前吸收的大量碳原子就會浮到釕表面,形成鏡片形狀的單層碳纖維微晶氧化石墨材料;而且,在第一層覆蓋后,第二層便開始立即生長;底層的材料會與釕產生強烈的相互作用,而第二層后這種材料就幾乎與釕完全分離,只剩下弱電耦合。
推導的結果并不能當成最后的結果,畢竟實驗才是檢驗真理的唯一標準。但往往實驗的不確定性因素太多,一個不經意間的失誤都完全可能造成難以估量的后果。