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这项纳米材料技术一旦实现,中国或再不必担心缺水!
编辑:尚蒙科技无锡有限公司   时间:2018-01-01

这项技术一旦实现,中国或再不必担心缺水!

科学家们创造出可以非常有效地过滤水的微细碳纳米管,有一天可以帮助海水变成可饮用的水。若其实现规模性部署,那么包括中国在内的缺水国或将再也不用担心缺水问题。

根据发布在《科学》杂志上的一项论文,这种用于淡化海水的碳纳米管与人体细胞中某些蛋白质类似,但效率是后者的7倍以上。尽管目前的碳纳米管还无法过滤如海水般复杂的咸水,但是科学家表示,他们已经成功淡化了类似的咸水。研究者表示,下一步他们将提高碳纳米管能够承受的压力,使其能够高效地过滤海水。

加州大学梅赛德斯分校副教授兼副教授Aleksandr Noy说:“碳纳米管的灵感来源与人体内遍布的水通道蛋白,这些蛋白用于过滤不需要的离子并转移输送水,以保证细胞内部的稳定环境。”而水通道蛋白的直径仅有0.3纳米,能够创造出一个仅供水分子通过的特快通道。“真的小到不可思议却又妙到不可思议,”Noy说,“是什么赋予它过滤的能力令我非常感兴趣。”

这项技术一旦实现,中国或再不必担心缺水!

不过加州大学尔湾分校物理学教授Zuzanna Siwy说:“生物中的水通道蛋白很难运用到工业生产中,因为其本身非常脆弱,且外部不具有细胞内部的蛋白质生产机制。”因此研究人员决定利用碳纳米管技术,仿造一个“水特快通道”。这些碳纳米管的宽度达到0.8纳米,能够将水分子排成一条线通过,且过滤速度是原始蛋白的7倍以上。“不过不要高兴的太早”,Noy表示,“根据我的经验,任何时候自然都不是那么容易被击败的。”

水通道之所以比较慢,是因为它能够过滤掉所有离子,包括最小的质子。因此,水分子必须在水通道中翻转180°,水分子的碰撞减慢了其通过速度。Noy表示:“碳纳米管不会过滤质子,因此能够更高效地进行过滤,这就是我们能击败蛋白质的原因。”

 

 

 

 

尽管无法过滤掉质子,但只需要将过滤出的水再经过一道人工膜的处理即可完全被淡化成淡水。由于碳纳米管极强的可靠性与高效性,其的大规模使用能够显著降低淡化海水的成本。

模拟通过碳纳米管的水分子。

“为了做到这点,我们必须强化碳纳米管,使其足以抵抗更强的冲击,”Noy说,“而且还需要进一步的测试,以保证脱盐工作能万无一失,事实上我们离真正的工业使用水平还差得远,不过我们有信心能够做到。”

对于Siwy来说,研究还表明总有改进的余地。“其他科学家已经创造了碳纳米管来过滤水,但是那些更大,不能像水通道蛋白一样快地输送水。”Siwy表示。

但是,今天研究中描述的纳米管与自然本身是对立的。她说:“看起来科学想象力不应该有任何限制,”我们应该尽可能高的梦想,因为我们总能做得更好。

 

来源:新浪科技

 

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