氧化石墨烯為貧窮國家的兒童飲用廉價的清潔水
氧化石墨烯為貧窮國家的兒童飲用廉價的清潔水
石墨烯是目前最流行的二維材料。還有一種叫做氧化石墨烯的材料,它是在石墨烯周圍產生的。氧化石墨烯的價格要低得多,氧化石墨烯的一些性能也大大降低了。
位于圣路易斯的華盛頓大學的一組工程師發現了一種新的方法,將納米纖維素加入氧化石墨烯中,形成一種有趣的材料。這種材料輕、強、有彈性。除了這些特性外,它還有一個重要的特點,即它能將臟水凈化成飲用水。這可能是一種技術。改變世界的技術。
我們想把這種材料放在陽光充足的地方,比如印度。首先收集一些臟水,然后在上面放上新材料,利用陽光蒸發并收集淡水。工程和應用科學副教授斯里坎特·辛格曼尼教授說。
這種新材料將細菌產生的纖維素和氧化石墨烯結合在一起,形成了雙層生物泡沫棉。最近,研究結果發表在《先進材料》雜志上。
凈水原理非常簡單優雅。這主要取決于細菌產生的納米纖維素網絡,它吸收熱量,大量吸收水分,并將水轉化為蒸汽。所有步驟都是一次性完成的,非常有效。
整個材料設計的新穎之處在于,我們在纖維素網的表面添加一層氧化石墨烯,形成雙層結構,將氧化石墨烯填充在纖維素網的上半部分,具有良好的光吸收能力,使水分蒸發更容易。Singamaneni繼續進行。
當光照在材料上時,氧化石墨烯將光轉化為熱。在整個水凈化過程中,水蒸發是最消耗能量的部分。氧化石墨烯層的出現對這一過程非常有益,不會浪費任何熱量。
制造這種材料的過程是全新的,但在本質上,它的形成方式已經存在了很長一段時間。這與牡蠣生產珍珠的方式相同。研究人員生產了氧化石墨烯片,然后將其嵌入納米纖維素網絡中。
當我們培養纖維素細菌時,我們將氧化石墨烯片放入其中,最終形成這樣的材料。一名新加坡實驗室的研究生說。
氧化石墨烯嵌入細菌產生的纖維素網中,在該網中更換了一種新的介質,使新的纖維素層具有更高的強度和更好的力學性能。
這種新型生物泡沫棉重量輕,價格低廉。它是一種很好的水凈化和脫鹽工具,也是一種非常可行的方法。
纖維素網現在可以批量生產,氧化石墨烯也很便宜,Singamaneni說。這種材料不像石墨烯那么貴,人們可以真正批量生產。而且,這種材料具有良好的膨脹性,很容易制成所需的形狀。
與其他材料相比,我們合成的生物泡沫材料可以更有效地利用太陽能和清潔污水。能源、環境和化學工程部主席Pratim Biswas說。
事實上,這一材料并不是最重要的成就。更重要的是,它提供了一種新的合成思路,也就是說,利用細菌和其他植入式物質以無污染的方式合成了一些泡沫棉材料。
在世界其他地區,沒有清潔飲用水的人受益匪淺,由于其價格適宜、可擴展性好,應用空間巨大,同時可以充分利用太陽能。
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