СИСТЕМА ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ КПД НАБУХАНИЯ

1. Набухающая система, вступающая в реакцию с потоком текучей среды, содержащая:
изделие, включающее набухающий материал, функционально выполненный с возможностью набухания под воздействием потока текучей среды, причем поток текучей среды содержит ионы; и
фильтрующий материал, размещенный с набухающим материалом и функционально выполненный с возможностью удаления ионов из потока текучей среды до воздействия на набухающий материал.
2. Система по п. 1, в которой фильтрующий материал создает воздействие вандерваальсовых сил, кулоновских сил или их комбинаций на ионы.
3. Система по п. 1, в которой притяжение между фильтрующим материалом и ионами создается функциональными группами, прикрепленными к фильтрующему материалу.
4. Система по п. 3, в которой функциональные группы являются тиоловыми группами, дисульфидными группами, группами карбоновой кислоты, группами сульфоновой кислоты, группами хелатирующих лигандов или их комбинациями, включающими по меньшей мере одно из указанного выше.
5. Система по п. 3, в которой функциональные группы являются группами четвертичного аммония, группами четвертичного фосфония, группами третичного сульфония,
группами катионов циклопропенила, которые могут протонироваться в кислой среде, группами первичного амина, группами вторичного амина, группами третичного амина или комбинациями, включающими по меньшей мере одно из указанного выше.
6. Система по п. 1, в которой ионы являются катионами.
7. Система по п. 1, в которой ионы являются анионами.
8. Система по п. 1, в которой ионы являются многовалентными ионами.
9. Система по п. 1, в которой ионы являются многовалентные катионами.
10. Система по п. 8, в которой многовалентные катионы являются двухзарядными катионами металлов.
11. Система по п. 1, в которой текучая среда имеет водную основу.
12. Система по п. 1, в которой фильтрующий материал содержит материал на основе графена.
13. Система по п. 11, в которой материал на основе графена является графеном, графитом, оксидом графена, оксидом графита или комбинацией, включающей по меньшей мере одно из указанного выше.
14. Система по п. 12, в которой материал на основе графена дополнительно содержит по меньшей мере одну функциональную группу, функционально выполненную с возможностью захвата ионов.
15. Система по п. 13, в которой по меньшей мере одна из функциональных групп является тиоловой группой, дисульфидной группой, группой карбоновой кислоты, группой сульфоновой кислоты, группой хелатирующих лигандов или комбинацией, включающей по меньшей мере одно из указанного выше.
16. Система по п. 1, дополнительно содержащая эластомерный материал, функционально выполненный с возможностью обеспечения уплотнения изделия в упор к другой конструкции после набухания.
17. Система по п. 1, в которой набухающий материал и фильтрующий материал гомогенно перемещены в изделии.
18. Система по п. 1, в которой изделие выполнено с оболочкой, окружающей сердечник с фильтрующим материалом, включенным в оболочку и набухающим материалом, включенным в сердечник.
19. Система по п. 1, в которой изделие выполнено с оболочкой, непроницаемой для текучей среды, окружающей сердечник, с набухающим материалом, включенным в сердечник и фильтрующим материалом, выполненным в виде проницаемой для текучей среды пробки или проходом, обеспечивающим поступление текучей среды через оболочку в сердечник.
20. Система по п. 1, в которой фильтрующий материал является отдельным от изделия и расположен с отверстием, через которое текучая среда должна проходить для достижения изделия.
21. Система по п. 1, в которой фильтрующий материал функционально выполнен с возможностью удаления ионов, захватывая ионы, захватывая ионы с одновременным высвобождением одного или нескольких других ионов для сохранения баланса заряда, или комбинации, включающей по меньшей мере одно из указанного выше.
22. Способ управления работой набухающей системы, в котором:
удаляют ионы из потока текучей среды с помощью фильтрующего материала; и
обеспечивают набухание набухающего материала, реагирующего на поток текучей среды, в результате взаимодействия с текучей средой.
23. Способ по п. 21, в котором текучая среда имеет водную основу, и ионы являются катионами металла из растворенных солей.
24. Способ по п. 22, в котором катионы металла являются многовалентными катионами металла.
25. Способ по п. 21, в которой фильтрующий материал содержит материал на основе графена, такой как графен, графит, оксид графена, оксид графита или комбинации, включающие по меньшей мере одно из указанного выше.
26. Способ по п. 24, в котором материал на основе графена дополнительно содержит по меньшей мере одну функциональную группу, функционально выполненную с возможностью захвата ионов.
27. Способ по п. 25, в котором по меньшей мере одна функциональная группа является тиоловой группой, дисульфидной группой, группой карбоновой кислоты, группой сульфоновой кислоты, группой хелатирующих лигандов или комбинацией, включающей по меньшей мере одно из указанного выше.
28. Способ по п. 25, в котором по меньшей мере одна функциональная группа является группой четвертичного аммония, группой четвертичного фосфония, группой третичного сульфония, катионом циклопропенила, группой, выполненной с возможностью протонирования в кислой среде, группой первичного амина, группой вторичного амина, группой третичного амина или комбинацией, включающей по меньшей мере одно из указанного выше.
29. Система по п. 21, в которой удаление ионов включает захват ионов, причем захват ионов происходит с одновременным высвобождением одного или нескольких других ионов для сохранения баланса заряда, или комбинации, включающей по меньшей мере одно из указанного выше.