新型納米膜可以在毫秒內(nèi)將污水轉(zhuǎn)化為清水

德國(guó)馬克斯·普朗克膠體與界面研究所的研究人員開發(fā)了一種由一束納米管組成的膜。他們使用它作為納米反應(yīng)器，使用陽(yáng)光作為驅(qū)動(dòng)器，將以亞甲基藍(lán)標(biāo)記的水在數(shù)毫秒內(nèi)轉(zhuǎn)化為清澈的水（ACS Nano, "Enhanced Organic Photocatalysis in Confined Flow through a Carbon Nitride Nanotube Membrane with Conversions in the Millisecond Regime）。

在粘度較低的液體中進(jìn)行反應(yīng)，這為化學(xué)研究提供了一個(gè)新的機(jī)會(huì)，該校膠體化學(xué)系主任馬庫(kù)斯·安東尼蒂教授(Markus Antonietti)說(shuō)。

在此圖像中，我們看到幾個(gè)平行的納米級(jí)管作為其中發(fā)生光催化反應(yīng)的膜的一部分。膜是由這種納米管的整體組成的宏觀物體。（圖片：馬克斯·普朗克膠體與界面研究所ScienceBrush Design）

化學(xué)通常被認(rèn)為是一門成熟的學(xué)科，其中新發(fā)現(xiàn)僅在外緣出現(xiàn)?，F(xiàn)在，由亞歷山大·薩瓦捷耶夫（Aleksandr Savateev）博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)表明，納米級(jí)核心仍然存在著令人驚訝的驚喜。

諸如水之類的常見流體的性質(zhì)取決于它們被限制在其中的容器的大小。如果將已經(jīng)具有低粘度的已經(jīng)非常敏捷的液體注水到只能容納少量水分子的納米級(jí)容器中，它將變成“超流體”。限制越小，超流體效應(yīng)越大。但是并非所有的水都是一樣的。

這個(gè)怎么運(yùn)作？

在他們的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，Savateev研究小組開發(fā)了一種膜，該膜由數(shù)十億根平行的氮化碳管組成，每根直徑為幾納米。他們觀察到水滑過(guò)這些管而沒有任何摩擦。在這種情況下，光被用作將污水化學(xué)轉(zhuǎn)化為清水的驅(qū)動(dòng)力，而由膜產(chǎn)生的量子限制也以前所未有的效率引導(dǎo)光的能量。

平行的，幾乎一維的管子的凹面起著將內(nèi)部電場(chǎng)集中在納米管內(nèi)的一種鏡子的作用。結(jié)合來(lái)自外部的光線，可以大大提高反應(yīng)速度。Savateev博士說(shuō)，在普通的3D空間中，根本不可能以毫秒為單位的反應(yīng)速度。

亞歷山大·薩瓦捷耶夫（Aleksandr Savateev）表示，我們正在積極致力于這項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)，以可持續(xù)的能源（例如太陽(yáng)能）在類似于咖啡過(guò)濾器的簡(jiǎn)單設(shè)備中合成燃料和其他對(duì)社會(huì)重要的材料。

（來(lái)源：環(huán)保微世界、賢集網(wǎng)）