有一天,这些微型试管可能有助于将海水转化为饮用水

科学家们已经制造出微小的碳纳米管,可以非常有效地过滤水,并且有一天可以帮助海水变成饮用水。...

科学家们已经**出微小的碳纳米管,可以非常有效地过滤水,并且有一天可以帮助海水变成饮用水。

根据今天发表在《科学》杂志上的一项研究,这种纳米管的工作原理类似于某些生物蛋白质,用于过滤活细胞中的水,但它们的效率是生物蛋白质的六倍。尽管纳米管并没有被用来淡化海水,研究人员表明他们可以成功地过滤同样咸的水。为了能够淡化海水,纳米管必须能够承受更高的压力。

该研究的合著者、加州大学默塞德分校副教授亚历山德诺伊(aleksandrnoy)说,这种纳米管的想法来自一种叫做水通道蛋白的天然蛋白质。水通道蛋白存在于人体各处:它们被用来通过膜输送水分,过滤掉离子,从而使细胞保持健康。水通道蛋白的工作原理是通过0.3纳米宽的通道输送水分子,基本上形成了一列超快速的水分子,过滤掉所有离子。”“它真的很小,”诺伊告诉《边缘报》所以才有选择性。”

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然而,加州大学欧文分校的物理学和天文学教授Zuzanna Siwy说,水通道蛋白很难在人工过滤系统中使用,因为这些蛋白质非常脆弱,很难复制,他没有参与这项研究。所以诺伊和其他研究人员决定使用碳纳米管,这是难以置信的强大。研究显示,这些纳米管的宽度为0.8纳米,就像水通道蛋白一样,它们在一条线上引导水分子,过滤水的速度是水通道蛋白的六倍。但诺伊说:“有一个警告。”他说:“看起来我们能够在大自然的游戏中打败它。”但根据我的经验,任何时候你想打败大自然,你都必须三思而后行。”

水通道蛋白比较慢,因为它们过滤掉所有离子,包括质子。要做到这一点,水分子在水通道中翻转180度,而这种化学反应会减慢分子的速度。诺伊说,碳纳米管不能过滤掉质子,这使得过滤系统的速度更快这就是为什么我们在速度上打败了蛋白质,”他说。

然而,这仍然使纳米管成为过滤海水的良好候选材料。有一天,这些纳米管可以被放入人工膜中,将海水中的离子转化为淡水。因为碳纳米管超级坚固而且非常有效,所以它有可能降低海水淡化的成本。但我们还没到。

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诺伊说,要做到这一点,纳米管需要扩大规模,使其更加坚固。他们还需要接受测试,以确保他们工作正常,并能真正淡化水。”诺伊说:“我不想听起来像我们有一种膜,明天可以在迪拜的工厂里使用。”事实上,我们离那层膜还很远,但这个过程的物理原理就在那里。我们展示了这个。。。“我可以工作。”

对于Siwy来说,研究还表明,总有改进的空间。Siwy告诉《边缘》杂志说,其他科学家已经**出碳纳米管来过滤水,但是这些碳纳米管更大,不能像水通道蛋白那样快速地输送水。但今天的研究中所描述的纳米管与自然相抗衡。”她说:“看起来科学想象力不应该有任何限制,我们应该尽可能地高瞻远瞩,因为我们总能做得更好。”

  • 发表于 2021-05-29 14:03
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  • 分类:互联网

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