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09
2021
-
05
海水淡化加速：科學家研制可高效脫鹽的新型納米顆粒材料
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cnBeta4月29日訊：俄羅斯遠東聯(lián)邦大學（FEFU）、圣光機大學（ITMO University）和俄羅斯科學院遠東分院的研究人員組成的一支科研團隊，剛剛在 ACS《應(yīng)用材料與界面》期刊上介紹了為脫鹽而開發(fā)的新型納米顆粒材料?？芍@種帶有“金飾”的二氧化鈦納米顆粒，可將之吸收的大約 96% 太陽能轉(zhuǎn)化為熱量，從而讓海水淡化工廠的蒸發(fā)提速至 2.5 倍，且可用于追蹤有害的分子及化合物。
根據(jù)世衛(wèi)組織（WHO）與聯(lián)合國兒童基金會（UNICEF）在 2019 年的報告中提出的問題，全球約 22 億人缺乏安全的飲用水。但俄羅斯科學家展示的這項技術(shù)，有望為聯(lián)合國的 17 個可持續(xù)發(fā)展目標提供安全用水支持。
提供清潔飲用水的其中一種方法，就是通過蒸發(fā)收集器來淡化海水。不過為了提升產(chǎn)能，過去五年時間里，許多國際研究團隊都在積極尋找可提升蒸發(fā)速率的新材料。
除了 FEFU、FEB RAS 和 ITMO 的大學研究人員，這項成果還離不開來自西班牙、日本、保加利亞、以及白羅斯的同行協(xié)助。
而且研究人員宣稱，在加速海水淡化工廠的蒸發(fā)速率的同時，新型納米材料還可用作傳感器系統(tǒng)中的光學監(jiān)測器，以追蹤液體中各種物質(zhì)的微小痕跡。
展望未來，我們或在微流體生物醫(yī)學系統(tǒng)、芯片實驗室，以及水中污染物、抗生素或病毒的環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域見到它的身影。
研究配圖（來自：ACS）研究配圖
研究合著者、FEB RAS 自動化與控制過程研究所研究員 Alexander Kuchmizhak 表示：“在激光照射下，結(jié)晶的二氧化鈦變成了完全無定形的晶體，從而獲得了強大的光吸收特性”。
FEFU 理工學院初期研究員 Stanislav Gurbatov 補充道：“我們向含有金離子的液體中添加了二氧化鈦納米分粉，并利用可見光譜的極光脈沖來照射這種混合物”。
帶有“金飾”的非靜態(tài)二氧化鈦納米粉呈現(xiàn)了幾乎純黑的外觀，就像太空中的黑洞那樣吸收了整個可見光譜、并將之轉(zhuǎn)換成了熱量。與之形成鮮明對比的是，用于原料的市售二氧化鈦粉末，看起來反而更接近于白色。
有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的 ACS《應(yīng)用材料與界面》（Applied Materials & Interfaces）期刊上。原標題為《Black Au-Decorated TiO2 Produced via Laser Ablation in Liquid》。
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