新型納米膜可以在毫秒內將污水轉化為清水

德國馬克斯·普朗克膠體與界面研究所的研究人員開發了一種由一束納米管組成的膜。他們使用它作為納米反應器，使用陽光作為驅動器，將以亞甲基藍標記的水在數毫秒內轉化為清澈的水（ACS Nano, "Enhanced Organic Photocatalysis in Confined Flow through a Carbon Nitride Nanotube Membrane with Conversions in the Millisecond Regime）。

在粘度較低的液體中進行反應，這為化學研究提供了一個新的機會，該校膠體化學系主任馬庫斯·安東尼蒂教授(Markus Antonietti)說。

在此圖像中，我們看到幾個平行的納米級管作為其中發生光催化反應的膜的一部分。膜是由這種納米管的整體組成的宏觀物體。（圖片：馬克斯·普朗克膠體與界面研究所ScienceBrush Design）

化學通常被認為是一門成熟的學科，其中新發現僅在外緣出現?，F在，由亞歷山大·薩瓦捷耶夫（Aleksandr Savateev）博士領導的團隊表明，納米級核心仍然存在著令人驚訝的驚喜。

諸如水之類的常見流體的性質取決于它們被限制在其中的容器的大小。如果將已經具有低粘度的已經非常敏捷的液體注水到只能容納少量水分子的納米級容器中，它將變成“超流體”。限制越小，超流體效應越大。但是并非所有的水都是一樣的。

這個怎么運作？

在他們的反應實驗中，Savateev研究小組開發了一種膜，該膜由數十億根平行的氮化碳管組成，每根直徑為幾納米。他們觀察到水滑過這些管而沒有任何摩擦。在這種情況下，光被用作將污水化學轉化為清水的驅動力，而由膜產生的量子限制也以前端的效率引導光的能量。

平行的，幾乎一維的管子的凹面起著將內部電場集中在納米管內的一種鏡子的作用。結合來自外部的光線，可以大大提高反應速度。Savateev博士說，在普通的3D空間中，根本不可能以毫秒為單位的反應速度。

亞歷山大·薩瓦捷耶夫（Aleksandr Savateev）表示，我們正在積極致力于這項技術的開發，以可持續的能源（例如太陽能）在類似于咖啡過濾器的簡單設備中合成燃料和其他對社會重要的材料。