用于海水凈化的，一種更快、更高效的選擇性膜
我是斜杠青年，一個(gè)熱愛(ài)自然科學(xué)的“雜食性”學(xué)者！
納米氟環(huán)可能是海水淡化的未來(lái)。
供水是一個(gè)日益嚴(yán)重的全球問(wèn)題，特別是隨著氣候變化帶來(lái)更多的干旱。全世界使用海水淡化來(lái)過(guò)濾每天高達(dá)9740萬(wàn)立方米。兩種方法——熱滲透和反滲透——占主導(dǎo)地位；兩者都具有巨大的能源成本。
在發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性研究中，研究人員使用基于氟的納米結(jié)構(gòu)，比其他現(xiàn)有技術(shù)更快、更高效地成功過(guò)濾水中的鹽。但它是如何工作的呢？
大多數(shù)人都熟悉特氟龍涂層煎鍋的不粘性。特氟龍的關(guān)鍵成分是氟，這是一種天然防水（疏水）輕質(zhì)元素。特氟龍已被用于管道，以幫助改善水流，這激勵(lì)了東京大學(xué)（日本）的一個(gè)團(tuán)隊(duì)在納米尺度上進(jìn)行測(cè)試。
首席研究員、副教授Yoshimitsu Itoh表示：“他們很想知道氟納米通道在選擇性地過(guò)濾不同化合物，特別是水和鹽方面有多有效”?！霸谶\(yùn)行了一些復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模擬后，他們決定值得花時(shí)間和精力創(chuàng)建一個(gè)工作樣本”。
該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了0.9到2納米大小的納米熒光環(huán)——相比之下，人類(lèi)的頭發(fā)幾乎有100000納米寬。這些環(huán)具有超疏水表面，由密集的碳氟（C-F）鍵組成，以排斥水。
這些環(huán)堆疊并嵌入不透水的脂質(zhì)膜中，就像植物細(xì)胞壁的表面一樣。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)測(cè)量測(cè)試膜兩側(cè)是否存在氯鐵來(lái)測(cè)試膜的有效性，氯鐵是鹽的主要成分之一。
較小的測(cè)試通道完美地排斥了傳入的鹽分子，而較大的通道仍然比其它海水淡化技術(shù)甚至尖端的碳納米管過(guò)濾器有所改進(jìn)。
氟的額外好處之一是具有負(fù)電荷，因?yàn)樗哂蓄~外的電子，這意味著它排斥其它負(fù)離子，如鹽中發(fā)現(xiàn)的氯離子。它還有助于分解水簇，這些水簇是松散結(jié)合的水分子群，這進(jìn)一步提高了其透水能力——讓水通過(guò)的能力——速度前所未有。
真正讓研究團(tuán)隊(duì)感到驚訝的是這個(gè)過(guò)程發(fā)生得如此之快。他們的樣品比典型的工業(yè)設(shè)備快幾千倍，比實(shí)驗(yàn)性碳納米管海水淡化裝置快約2400倍。
目前，淡化水有兩種主要方法：熱，使用熱蒸發(fā)海水，使其凝結(jié)為純凈水；或反滲透，使用壓力迫使水通過(guò)阻擋鹽的膜。這兩種方法都需要大量的能量，但該研究團(tuán)隊(duì)的測(cè)試表明，氟納米通道只需要很少的能量，也還有其它好處。
該團(tuán)隊(duì)希望在未來(lái)幾年內(nèi)將這項(xiàng)技術(shù)擴(kuò)展到工業(yè)規(guī)模，旨在制造直徑約一米的膜。這種膜技術(shù)還可用于過(guò)濾其它化學(xué)品，如二氧化碳或其它工業(yè)廢物產(chǎn)品。
了解最新前沿科學(xué)，關(guān)注我就是你最好的選擇！
拓展閱讀：
量子技術(shù)可以使電動(dòng)汽車(chē)充電的速度和加油的速度一樣快
量子門(mén)算法有望在現(xiàn)有硬件上實(shí)現(xiàn)！
地?zé)岚l(fā)電廠會(huì)成為鋰的來(lái)源嗎？
一個(gè)不需要電來(lái)去除細(xì)菌的智能過(guò)濾器！用陽(yáng)光和納米技術(shù)清潔水
人造酶可以分解木質(zhì)素，木質(zhì)素是木材中堅(jiān)韌、富含碳的成分
科普視頻：
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“學(xué)習(xí)和記憶”相關(guān)的新機(jī)制
攝影欣賞：
