你见过外科医生工作吗?精准无比,没有多余的动作,精准到位。现在,想象一下,同样的精准度应用于水净化。东北地区的研究人员真的做到了:他们创造了碳纳米管,当碳纳米管受到振动时,它就变成了分子外科医生,能够完美区分清洁水分子和有害污染物。
其结果是选择性净化,去除细菌、化学物质和工业污染物,完全不影响纯净水质。其精准度令人叹为观止。
分子手术如何获得饮用水
当碳纳米管受到超声波处理时,其结构会发生改变,在表面形成细小且可控的缺陷。这些缺陷并非错误,而是设计特征, 允许纳米管同时激活两个过程:单线态氧氧化和直接电子转移。
郝莉,日本国立高等材料研究所教授东北大学解释了其中的关键区别:“以前使用的高级氧化方法是非选择性的,会不加区分地降解污染物和水成分。”他们的解决方案通过使用更精确、非自由基的途径克服了这一限制。

所达到的清除速度是前所未有的: 4,80 μmol g⁻¹ s⁻¹对于那些认为这是阿拉伯语的人来说,翻译成实际的术语,这意味着最常见的工业和城市污染物 它们会在五分钟内从水中消失。 正如我们在本文中所强调的那样,清洁水纳米技术正在取得巨大进步。
紧急情况下的便携式清洁水
真正的创新在于便携性。所制备的催化剂可以轻松集成到平板膜和中空纤维装置中,用于连续水过滤。这使得该技术实用且适用于实际应用,尤其是在紧急情况下。
集中式处理厂成本高昂,且需要复杂的多级流程。而本方法则针对雨水或河流等分布式水源,提供了一种高效的终端处理技术。该工艺中使用的固体氧化剂易于储存和运输,可直接输送至问题水源。
迈向全球清洁水的下一步
目前,研究人员正致力于提高催化剂在实际水条件下的长期稳定性和抗污性能,以期扩大其对更广泛污染物的适用性,尤其是缺电子有机物。
研究, 发表于 先进材料,代表着补充这一不可或缺资源的技术上可能出现的巨大进步。当清洁水变得稀缺时,每一滴水都至关重要。