Grafeen was al het wondermateriaal van deze tijd. Nu blijkt dat het materiaal ook nog eens water positief discrimineert en daardoor erg geschikt is om wodka mee te distilleren.

Honderden keren dunner dan een haar, maar toch sterker dan staal en een van de snelste stroomgeleiders: grafeen, niets anders dan een laagje enkele koolstofatomen, is het wetenschappelijke wonder van onze tijd. En het materiaal blijkt nu ook nog eens de merkwaardige eigenschap te hebben alleen waterdamp door te laten en andere, vaak vluchtigere stoffen niet, wat het uitermate geschikt maakt om alcohol mee te distilleren. Dit blijkt uit onderzoek onder leiding van Andre Geim (Universiteit van Manchester), die in 2010 de Nobelprijs voor de natuurkunde kreeg voor zijn eerdere werk aan grafeen.

Flinterdun membraan

Geim maakte een membraan van gestapeld grafeenoxide, een chemische afleiding van grafeen waaraan diverse extra moleculen ‘plakken’. Het membraan was honderden keren dunner dan een menselijke haar, maar toch verrassend sterk en flexibel. Hij toonde met heel gevoelige instrumenten aan dat een membraan als dit geen enkel gas- of vloeistofdeeltje doorlaat. Totdat zijn team een potje water afsloot met grafeenoxide. Dit bleek gewoon te verdampen, waarna het gas moeiteloos het membraan passeerde. Huh?

Rahul Nair, die de leiding had over het experimentele gedeelte van het onderzoek, legt uit dat gestapelde grafeenoxide een roosterwerkje vormt met gaten waar precies een watermolecuul door kan ontsnappen, zonder dat het membraan enige weerstand biedt. Water verdampt dus net zo snel met als zonder vacuüm grafeenafsluiting. Helium is een gas dat zelfs door ruiten weet heen te dringen en vrijwel niet is tegen te houden. Toch weet een roostertje van grafeenoxide dit gas wél op te sluiten. Dit komt doordat de roosteropeningen bij een lage luchtvochtigheid krimpen en bij een hogere luchtvochtigheid verstopt raken met watermoleculen. Helium kan zo niet ontsnappen en water bij kamertemperatuur wel, omdat de gaten dan precies de juiste grootte hebben.

Sterkere wodka

Een plaatje grafeenoxide is erg geschikt om een mengsel te ontdoen van water, terwijl alle andere ingrediënten binnen moeten blijven. Voor de lol besloten de onderzoekers een glas wodka af te sluiten met een van hun membranen en te wachten terwijl de wodka sterker en sterker werd. Wij zeggen proost. Zelf zeggen ze allemaal geen wodka te drinken.

Bronnen: Science, University of Manchester, PhysOrg.com

Beeld: Graphenestrain1/Condensed Matter Physics Group