耶魯大學Menachem Elimelech實驗室和北京大學趙華章實驗室合作，使用納米凝聚劑材料來清除水中的汙染物，可進一步去除比常規技術更廣泛的汙染物。
受海葵（一種用觸角誘捕獵物的海洋生物）的啟發，一組研究人員開發了一種有效處理水的方法。該研究由耶魯大學Menachem Elimelech實驗室和北京大學趙華章實驗室合作，使用一種稱為納米凝聚劑的材料來清除水中的汙染物。通過一步就去除了廣泛的汙染物，這一發現有望大大改善幾個世紀以來用於水處理的混凝劑的使用方式。研究結果近期發表在 “Nature Nanotechnology”上。
當加入水中時，常規的凝結劑如硫酸鋁和其它金屬鹽通過使它們聚集成較大的層並沉澱而從水中除去較大的顆粒。因為這些凝結劑不能除去溶解在水中的較小顆粒，所以需要額外的處理方法。然而，採用多種技術進行水處理是昂貴的、能源密集型的，可能需要大量的土地，創造一種高效、易於操作的技術來消除水中的所有汙染物是解決全球水資源短缺問題的關鍵。
該研究小組合成了一種新型的、高度穩定的納米混凝劑，其結構、性能和性能與傳統混凝劑不同。除去除懸浮顆粒外，這種納米混凝劑還能去除小的溶解汙染物。
Elimelech實驗室的博士生RyanDuChanois說：“納米混凝劑的行為受其結構控制。在某些條件下，納米混凝劑保持著一種結構，允許隨著時間的推移而儲存。”
海葵有球形身體，其觸角在休息時收回，在捕捉獵物時伸出。以這種海洋捕食者為模型，研究人員合成了這種混凝劑，利用有機組分和無機組分複製了海葵的結構。
類似於海葵，這種納米混凝劑具有核到殼的結構，在水中由內向外翻轉。殼體使較大的懸浮顆粒不穩定和嵌入，而暴露的核心捕獲較小的溶解的顆粒。它可以去除廣泛的汙染物，從微量微汙染物到較大的顆粒，其中許多沒有常規方法，並引起了重大的公共衛生問題。
研究人員介紹：“此方法去除硝酸鹽的能力是相當令人驚訝的，因為傳統的水混凝劑對硝酸鹽的去除可以忽略不計。”這也是水處理的關鍵，因為硝酸鹽汙染與“藍-嬰兒”綜合症有關，這是一種潛在的致命疾病，影響到世界上一些地區的幼兒。
北京大學趙華章教授說，由於這是一個一步到位的過程，這項工作有望取代現有的水處理方法，大大降低水處理的運行成本。他說：“這也為製造能夠改變結構和功能的‘智能’材料打開了大門。”
文獻免費獲取鏈接：Jinwei Liu et al, Actinia-like multifunctional nanocoagulant for single-step removal of water contaminants, Nature Nanotechnology (2018). DOI: 10.1038/s41565-018-0307-8
參考來源：耶魯大學（Yale University）
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