你家的净水机 快要被这种新技术替代了

澳大利亚研究人员设计了一种快速纳米过滤器,可以比目前的技术快100倍地清洗脏水。制造简单,扩大规模简单,这项技术利用了生长在液态金属上的自然纳米结构。


墨尔本皇家管理学院(RMIT)和新南威尔士大学(UNSW)的研究人员在这项创新的背后,证明了它可以以惊人的速度过滤水中的重金属和油。


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RMIT的研究员阿里扎瓦比蒂(AliZavabeti)博士说,水污染仍然是全球面临的一个重大挑战——每9个人中就有1个人家里没有干净的水。“重金属污染会导致严重的健康问题,儿童尤其容易受到伤害。”“我们新的纳米过滤器是可持续的,环保的,可扩展的和低成本的。“我们已经证明了它可以去除水中的铅和油,但我们也知道它有潜力针对其他常见的污染物。”“之前的研究已经表明,我们使用的材料能够有效地吸收汞、硫酸盐和磷酸盐等污染物。”“随着技术的进一步发展和商业支持,这种新型纳米过滤器将成为解决污水问题的一种既便宜又超快的方法。”


研究人员开发的液态金属化学工艺在电子、薄膜、光学和催化等一系列工业领域具有潜在的应用前景。扎瓦比蒂说:“这项技术可能具有重要的工业价值,因为它可以很容易地升级,液态金属可以重复使用,而且这个过程只需要很短的反应时间和低温。”


项目负责人库罗什卡兰塔-扎德(KouroshKalantar-zadeh)教授、RMIT荣誉教授、澳大利亚研究理事会桂冠奖获得者和新南威尔士大学化学工程教授说,在这一过程中使用的液态金属化学使不同形状的纳米结构得以生长,要么作为用于纳米过滤器的原子薄片,要么作为纳米纤维结构。


“按照惯例种植这些材料需要耗电,需要高温、大量加工时间,而且使用有毒金属。”液态金属化学避免了所有这些问题,所以它是一个很好的选择。


它是如何工作的


这项开创性的技术是可持续的、环保的、可扩展的和低成本的。研究人员将镓基液态金属与铝结合,制成了一种合金。当这种合金暴露在水中时,纳米薄片的氧化铝化合物在表面自然生长。这些薄得像原子一样的层——厚度是人类头发的10万分之一,使它们具有很高的渗透性。这使得水能够在氧化铝化合物吸收污染物的同时快速通过。


实验表明,由多层原子薄片制成的纳米过滤器能够有效地去除水中的铅,这些铅在安全饮用量的13倍以上时就被污染了,而且在油和水的分离方面非常有效。这个过程不产生废物,只需要铝和水,每一批新的纳米结构都需要循环使用液态金属。


研究人员开发的方法可以用来种植超薄的纳米材料和纳米纤维。这些不同的形状具有不同的特性——纳米过滤器实验中使用的超薄薄片具有很高的机械刚度,而纳米纤维是高度半透明的。


生长具有不同特性的材料的能力为定制形状提供了机会,以增强它们在电子、薄膜、光学和催化领域的不同性能。你家的净水机 快要被这种新技术替代了插图1

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