新材料可以加速海水淡化厂的蒸发,追踪有害分子

   日期:2024-09-20     来源:本站    作者:admin    浏览:158    

  

  

  由金装饰的二氧化钛纳米粒子吸收约96%的太阳光谱并将其转化为热量。这种材料可以将海水淡化厂的蒸发速度提高2.5倍,并能追踪有害分子和化合物。

  一个由远东联邦大学(FEFU)、ITMO大学和俄罗斯科学院远东分院代表组成的国际研究小组在ACS应用材料与界面上发表了一篇相关文章。

  获得安全饮用水被列入17项联合国可持续发展目标。与此同时,世界卫生组织(世卫组织)和儿童基金会(儿基会)在2019年的报告中解决了这一问题,指出有22亿人无法获得安全饮用水。

  提供清洁饮用水的方法之一是通过蒸发和随后的蒸汽浓缩来淡化海水。为了实现更大的产量,需要新的材料来加速蒸发。在过去的五年中,这已成为全球快速发展的研究领域。

  这种创新材料是由FEFU、FEB RAS和ITMO大学的科学家与来自西班牙、日本、保加利亚和白俄罗斯的同事合作设计的。研究人员声称,它可以用作水蒸发的纳米加热器,也可以用作跟踪液体中各种物质的最小痕迹的传感器系统中的光学探测器。

  之后的特性可以与微流体生物医学系统、芯片实验室、污染物、抗生素或水中病毒的环境监测有关。

  该材料是通过一种简单而环保的液体激光烧蚀技术获得的。

  我们将二氧化钛纳米粉末加入到含有金离子的液体中,并用可见光谱的激光脉冲照射混合物。该方法不需要昂贵的设备和危险的化学物质,并且可以很容易地优化,以每小时克的速度合成独特的纳米材料。”研究参与者、FEFU理工学院的初级研究员Stanislav Gurbatov说。

  值得注意的是,最初的二氧化钛纳米颗粒不吸收可见的激光辐射。然而,它们在表面催化纳米级金团簇的形成,刺激二氧化钛的进一步熔化。几种混合纳米粒子融合形成独特的纳米形态,其中金纳米团簇位于二氧化钛的内部和表面。

  金修饰的无定形二氧化钛纳米粉末在人眼看来是完全黑色的,因为它像太空中的黑洞一样有效地吸收整个可见光谱并将其转化为热量。与之形成鲜明对比的是,作为原料的商用二氧化钛粉,看上去是白色的。

  新材料的开发,包括那些支持广泛应用的新的可管理物理原理的材料,属于FEFU的优先领域,科学家们正在与俄罗斯科学院、国内外同事密切合作。

 
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