美國斯坦福大學(xué)開(kāi)發(fā)一種高效又便宜的碳納米管凈水器
2014-05-09 16:12:38
admin
842
據中國網(wǎng)絡(luò )電視臺2010年10月21日訊 據美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，斯坦福大學(xué)的研究人員將一種普通棉紗浸入銀納米線(xiàn)和碳納米管的混合液中，制成了一種高效、廉價(jià)的新型凈水過(guò)濾器，其能殺滅水中98%的細菌，殺菌速度是傳統微孔網(wǎng)篩過(guò)濾器的8萬(wàn)倍。研究成果發(fā)表在近期出版的《納米快報》雜志上。
碳納米管具有良好的導電性，98%以上的埃希氏大腸桿菌只要在20伏的電流中呆上幾秒就會(huì )被殺死。銀也能殺菌，巴氏滅菌法和冰箱出現以前，人們常常在牛奶瓶底放一枚銀幣來(lái)消毒。
斯坦福大學(xué)材料研究生物工程專(zhuān)家小組的莎拉·海爾肖恩稱(chēng)，碳納米管和銀這兩種材料“攜手”制成的過(guò)濾器可*大限度地發(fā)揮殺菌效能。其中的銀納米線(xiàn)能夠殺死任何滯留在孔隙中的細菌，因此避免了傳統過(guò)濾器普遍存在的一大缺陷，即細菌會(huì )在過(guò)濾器上形成生物膜從而污損設備。
傳統的過(guò)濾器都采用物理方法來(lái)吸附細菌，而新型過(guò)濾器內含有的棉花纖維包了一層“納米外套”，其形成的電場(chǎng)可以殺死流經(jīng)的細菌，而且棉花纖維有多層，厚達6.4厘米，足以殺死水中的大部分細菌。
斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程副教授崔毅（音譯）介紹說(shuō)，該新式過(guò)濾器的成本也很低。一方面，銀納米線(xiàn)所用的銀很少，成本幾乎可以忽略不計。另一方面，所需的電流很少。納米材料的吸附性很高，銀納米線(xiàn)較長(cháng)的一端和納米管連接，另一端伸入棉花纖維中間的空隙，在棉纖維上會(huì )生成一層光滑無(wú)間隙的覆層，導電效果很好，因此，電流強度只需幾毫安，一塊小型太陽(yáng)能電池或一對12伏的汽車(chē)電池就能滿(mǎn)足。而傳統的過(guò)濾器要用電泵把水抽進(jìn)微孔，耗電量大，在實(shí)驗室里過(guò)濾等量的水，新型過(guò)濾器的耗電量?jì)H為傳統過(guò)濾器的1/5。
崔毅也表示，新型過(guò)濾器的凈化速度非?？?。傳統過(guò)濾器的過(guò)濾微孔很小，將細菌從水中吸附分離時(shí)很容易阻塞微孔；而新型過(guò)濾器孔隙比較大，只殺滅細菌卻不吸附細菌，因此，不會(huì )減緩水流的速度，凈水速度是傳統過(guò)濾器的8萬(wàn)倍。這種過(guò)濾器在無(wú)法用氯氣來(lái)給水消毒的偏遠地區很實(shí)用，可以大大減少以水為介質(zhì)進(jìn)行傳播的霍亂、傷寒和肝炎等疾病的大面積擴散。
研究人員計劃下一步研發(fā)針對不同類(lèi)型的細菌進(jìn)行過(guò)濾的過(guò)濾器，并測試多重組合過(guò)濾器。