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2017年9月14日星期四

這種微型碳納米管未來有望將海水轉化為飲用水

據外媒報道,科學家們創造出可以非常有效地過濾水的微型碳納米管,有一天可以幫助將海水轉化成飲用水。根據《科學》雜誌上發表的一項研究,這種納米管與用於過濾活細胞中水分的某些生物蛋白質類似,但效率高出六倍。雖然納米管目前尚不能用於實際的海水脫鹽,但研究人員表示,他們可以成功地過濾含鹽的水。

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加州大學美熹德分校副教授Aleksandr Noy表示,創建這種納米管的靈感來自稱為水通道蛋白的天然蛋白質。水通道蛋白被發現遍布在人體中:它是一種位於細胞膜上的蛋白質,通過細胞膜輸送水並過濾掉離子,使細胞保持健康。水通道蛋白以僅通過0.3納米寬的通道輸送水分子的方式來工作,基本上創造出一個超快速的水分子縱列,並濾出所有的離子。

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加州大學歐文分校物理和天文學教授Zuzanna Siwy表示,水通道蛋白質在人造過濾係統中很難使用,因為蛋白質非常脆弱,很難繁殖。所以Noy等研究人員決定使用強大的碳納米管。這些納米管寬0.8納米,就像水通道蛋白一樣,但過濾水比水通道蛋白快6倍。

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水通道蛋白質工作較慢,因為它們過濾掉所有離子,包括質子。為了做到這一點,水分子在水通道蛋白通道中翻轉180度,化學反應減慢了分子的運動。Noy表示,碳納米管不會過濾出質子,這樣可以實現更快的過濾係統。

研究人員認為納米管有一天可以包含在人造膜中,從海水中過濾出離子並將其轉化為淡水。由於碳納米管具有超強的可靠性和高效性,因此碳納米管具有降低海水淡化成本的潛力。

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