快速且不脏:用于清洁水的快速纳米过滤器

FLEET研究人员设计了一种快速纳米过滤器，其清洁脏水的速度比现有技术快100多倍。

这项技术制作简单，扩大规模也很简单，它利用了在液态金属镓上生长的氢氧化铝天然纳米结构。

从液态金属合成中获得的产品的电子显微镜图像，显示二维氢氧化铝薄片

RMIT大学和新南威尔士大学的研究人员已经证明，它可以以超高速过滤水中的重金属和油类。

皇家墨尔本理工学院研究员Ali Zavabeti博士表示，水污染仍然是全球面临的一个重大挑战——每9个人中就有1人的住所附近没有干净的水。

扎瓦贝提说:“重金属污染会导致严重的健康问题，儿童尤其脆弱。”

“我们的新型纳米过滤器由堆叠的原子薄片氢氧化铝制成，是可持续的、环保的、可扩展的和低成本的。

“我们已经证明它可以去除水中的铅和油，但我们也知道它有可能针对其他常见污染物。

“之前的研究已经表明，我们使用的材料可以有效地吸收汞、硫酸盐和磷酸盐等污染物。

“随着进一步的开发和商业支持，这种新型纳米过滤器可能成为解决污水问题的廉价和超快速解决方案。”

研究人员开发的液态金属化学工艺在包括电子、膜、光学和催化在内的一系列行业中具有潜在的应用。

研究作者FLEET的Ali Zavabeti博士

Zavabeti说:“这项技术具有潜在的重大工业价值，因为它可以很容易地扩大规模，液态金属可以重复使用，而且这个过程只需要很短的反应时间和低温。”

项目负责人、RMIT名誉教授、澳大利亚研究委员会桂冠研究员、新南威尔士大学化学工程教授Kourosh Kalantar-zadeh教授说，该过程中使用的液态金属化学可以生长出不同形状的纳米结构，可以是原子薄片，也可以是纳米纤维结构。

“以传统方式种植这些材料耗电大，需要高温，大量的加工时间，并使用有毒金属。液态金属化学避免了所有这些问题，所以它是一个出色的替代方案。”

它是如何工作的

把水加到一滴液态金属(galinstant - al)中。皮肤被氢泡分层，在水中形成2D薄片，形成水凝胶。

这项突破性的技术是可持续的、环保的、可扩展的和低成本的。

研究人员将镓基液态金属与铝结合，制造出了一种合金。

当这种合金暴露在水中时，纳米氧化铝化合物薄片在表面自然生长。

这些原子薄的层——比人类头发薄10万倍——以褶皱的方式重新堆叠，使它们具有高度多孔性。

这使得水可以快速通过，而氧化铝化合物吸收污染物。

实验表明，这种纳米过滤器可以有效地去除水中的铅，其污染程度超过安全饮用水平的13倍，并且在分离油和水方面非常有效。

这个过程不会产生废物，只需要铝和水，每一批新的纳米结构都会重复使用液态金属。

该方法可用于生长超薄薄片或纳米纤维等纳米结构材料。

这些不同的形状具有不同的特征——超薄薄片具有高机械刚度，而纳米纤维是高度半透明的——这为定制形状提供了机会，以增强这些性能，用于电子、膜、光学和催化领域。

研究结果发表在《高级功能材料》杂志(DOI: 10.1002 / adfm.201804057）.

新型材料与舰队

原子薄材料的沉积是FLEET寻求开发新一代超低能量电子产品的关键。研究的共同作者Ali Zavabeti, Torben Daeneke, Isabela deCastro, Jian Zhen Ou, Benjamin Carey和Kourosh Kalantar-Zadeh在FLEET工作使能技术A通过理论、合成和表征开发了新型二维半导体材料。

FLEET是澳大利亚研究委员会资助的研究中心，汇集了100多名澳大利亚和国际专家，开发新一代超低能耗电子产品。

去年，RMIT的FLEET研究人员开发了一种利用熔融金属沉积原子薄(二维)晶体的突破性新方法这被形容为“十年一遇”的进步。

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