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超细碳纳米管可高效过滤水中盐分

科普小知识2022-07-16 13:23:47
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新华社——美国科学家开发了一种由超细碳纳米管组成的过滤系统,可以有效过滤水中的盐等杂质,预计将用于降低海水淡化的成本。

碳纳米管是由碳原子层组成的长空心管,其直径通常为几纳米到几十纳米。它有许多特殊的性质,例如允许水分子通过,同时阻挡盐离子。

根据美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室发布的公告,新研究所使用的碳纳米管的直径只有0.8纳米,并且其中的水流动非常快,比较粗的碳纳米管快一个数量级,并且具有更高的过滤效率。

在宏观世界中,管道越细,流动越不顺畅。先前的研究发现,碳纳米管改变了水分子之间的氢键排列,让水分子快速通过。最新研究表明,在超细碳纳米管中,水分子会一个接一个地排列,从而加快流速。

研究人员将超细碳纳米管嵌入脂质膜中,发现其透水性远远高于直径超过1纳米的碳纳米管。过滤系统可以有效地阻挡盐离子,对于含盐量高于海水的溶液也是有效的。相关论文已发表在最新一期的美国科学杂志上。

中国科学新闻(2017-08-29第二版国际版)