美國斯坦福大學開發一種高效又便宜的碳納米管凈水器
2014-05-09 16:12:38
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據中國網絡電視臺2010年10月21日訊 據美國物理學家組織網近日報道，斯坦福大學的研究人員將一種普通棉紗浸入銀納米線和碳納米管的混合液中，制成了一種高效、廉價的新型凈水過濾器，其能殺滅水中98%的細菌，殺菌速度是傳統微孔網篩過濾器的8萬倍。研究成果發表在近期出版的《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消毒。
斯坦福大學材料研究生物工程專家小組的莎拉·海爾肖恩稱，碳納米管和銀這兩種材料“攜手”制成的過濾器可*大限度地發揮殺菌效能。其中的銀納米線能夠殺死任何滯留在孔隙中的細菌，因此避免了傳統過濾器普遍存在的一大缺陷，即細菌會在過濾器上形成生物膜從而污損設備。
傳統的過濾器都采用物理方法來吸附細菌，而新型過濾器內含有的棉花纖維包了一層“納米外套”，其形成的電場可以殺死流經的細菌，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。
斯坦福大學材料科學與工程副教授崔毅（音譯）介紹說，該新式過濾器的成本也很低。一方面，銀納米線所用的銀很少，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，銀納米線較長的一端和納米管連接，另一端伸入棉花纖維中間的空隙，在棉纖維上會生成一層光滑無間隙的覆層，導電效果很好，因此，電流強度只需幾毫安，一塊小型太陽能電池或一對12伏的汽車電池就能滿足。而傳統的過濾器要用電泵把水抽進微孔，耗電量大，在實驗室里過濾等量的水，新型過濾器的耗電量僅為傳統過濾器的1/5。
崔毅也表示，新型過濾器的凈化速度非常快。傳統過濾器的過濾微孔很小，將細菌從水中吸附分離時很容易阻塞微孔；而新型過濾器孔隙比較大，只殺滅細菌卻不吸附細菌，因此，不會減緩水流的速度，凈水速度是傳統過濾器的8萬倍。這種過濾器在無法用氯氣來給水消毒的偏遠地區很實用，可以大大減少以水為介質進行傳播的霍亂、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針對不同類型的細菌進行過濾的過濾器，并測試多重組合過濾器。