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纳米线涂层棉质材料通过电击杀死细菌来净化水

了解纳米工程棉布如何电击杀灭水中的细菌,有望通过低电压解决方案提供清洁的饮用水。

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引起疾病的细菌,遇到纳米工程棉布——然后迅速死亡。研究人员开发出了一种新型“过滤器”,通过电场电击细菌来净化饮用水。他们表示,该系统可能在发展中国家找到用途,因为它只需要少量的电压(几块汽车电池、一辆固定自行车或一块太阳能电池板就能完成工作),并且净化水的速度比传统设备快约 80,000 倍。与许多缓慢的传统过滤器通过小孔来捕获细菌不同,这种棉布和银纳米线的组合利用流过纳米线的微弱电流直接杀死细菌。在一篇将要发表在《Nano Letters》杂志上的论文中,研究人员表示,20 伏特和 2.5 英寸的材料在他们的实验室装置中杀灭了 98% 的测试水中的大肠杆菌。论文作者认为,过滤器的银纳米线和碳纳米管成本低廉;所需银的量很少,使其成本“微不足道”,合作者 Yi Cui 在一份新闻稿中,研究小组选择使用棉布是因为其产量大。

他们需要一种“廉价、易得、化学和机械性能稳定”的基础材料。于是他们选择了普通的机织棉布。“我们是在沃尔玛买的,”Cui 说。[斯坦福大学]

他们通过将棉布先浸泡在含有碳纳米管的“汤”中,然后浸泡在银纳米线中,制成了这种强大的组合,使这些结构能够覆盖棉纤维。上面扫描电子显微镜的图像显示了银纳米线与粗大的棉纤维相比(红线长度为 10 微米)。流过材料的电流,只有几毫安,可能对细菌致命,但对人类几乎感觉不到。

[由于电压如此之低,它不需要严重的电力生成。一个人可以通过一台固定自行车或一台手摇设备来发电。也不需要泵送。重力足以让水及其中的有害物质通过棉布并被电击![Discovery News]

接下来,该团队希望在其他微生物上测试该装置——也许是导致霍乱、伤寒和肝炎等其他水传播疾病的微生物。研究人员还将继续测试过滤器,以确保只有纯净水流出,而不是任何纳米结构。

“到目前为止,我们的证据表明它们不会脱落,”Cui 告诉《新科学家》杂志。“这是一个有趣的学术研究,”加州大学洛杉矶分校的纳米工程师 Eric Hoek 说。他说,证明可能有害的碳纳米管(CNTs)不会渗入水中,将是确定其在实际应用中是否可行的关键一步。[New Scientist]

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