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科学家发现石墨烯“生物泡沫”使肮脏的水可饮用

科学家发现了一种使用氧化石墨烯片将脏水转化为饮用水的方法。

新方法将细菌产生的纤维素和氧化石墨烯结合以形成双层生物泡沫。AdvancedMaterials.提供了详细研究的论文。

“我们希望对于那些阳光充足的国家,如印度,你可以拿一些脏水,用我们的材料蒸发,并收集淡水,”机械工程和材料副教授Srikanth Singamaneni在华盛顿大学在圣路易斯。

“这个过程非常简单,”Singamaneni补充说。 “好的是,由细菌产生的纳米级纤维素纤维网络具有优异的将水从本体移动到蒸发表面的能力,同时使得下来的热量最小化,并且整个物质一次生产。

“这里材料的设计很新颖。你有一个双层结构,光吸收石墨烯氧化填充纳米纤维素在顶部和原始的纳米纤维素在底部。当你把这整个东西悬挂在水面上时,水实际上能够到达蒸发发生的顶部表面。

“光在其顶部辐射,并且由于氧化石墨烯而转化成热量,但是通过原始纳米纤维素层将散热到下方的本体水最小化。你不想浪费热量;你想把热量限制在蒸发实际发生的顶层。

牡蛎做珍珠的方式

双层生物泡沫底部的纤维素充当海绵,将水拉到氧化石墨烯,其中发生快速蒸发。所得到的淡水可以容易地从片材的顶部收集。

双层生物泡沫实际形成的方法也是新颖的。以相同的方式牡蛎形成珍珠,细菌形成纳米纤维纤维的层,其中石墨烯氧化物薄片嵌入其中。

“当我们培养纤维素的细菌时,我们将氧化石墨烯片添加到培养基本身中,”论文的第一作者,Singayaeni实验室的研究生 Qisheng Jiang说。

“氧化石墨烯变得嵌入,因为细菌产生纤维素。 在过程的某一点,我们停止,用氧化石墨烯除去介质,并重新引入新鲜介质。 这产生了我们的泡沫的下一层。 界面很强; 机械地,它是相当棒的。

新的生物泡沫也非常轻,制造成本低,使其成为水净化和脱盐的可行工具。

“纤维素可以大规模生产,”Singamaneni说,“氧化石墨烯非常便宜 - 人们可以生产吨,真正吨。 这两种材料都是高度可扩展的。 所以人们可以想象生产大量的生物泡沫。

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