智能材料既能检测又能消除水污染物

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图片来源:¿PHOTODISC

从水中去除有毒污染物通常需要多个步骤。首先必须识别异常分子,然后将其破坏或提取。最后,对水进行测试以确保其纯度。根据物理化学杂志B当前一期中的一份报告,一种单一的智能材料可以设想执行所有这三个阶段。

先前的研究表明化合物二氧化钛具有对抗污染的潜力。圣母大学的Prashant Kamat及其同事因此着手研究类似的化合物氧化锌(ZnO)是否可以降解水中的有机污染物。他们测试了这种材料对一类称为氯化酚的有机芳香污染物的效果。(氯化酚被广泛用作防腐剂和杀虫剂,并由纸浆厂、油漆和塑料制造商等行业生产,是一种常见的水污染物。)通常,ZnO会发出可见辐射。然而,当该材料暴露于被某种氯化酚污染的水中时,发光量急剧下降。研究人员进一步发现,这种响应在百万分之一的低污染浓度下也是可测量的,并且在不到一分钟的时间内发生。


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此外,一旦ZnO检测到有害的有机分子,它还可以帮助消除它们。当暴露于紫外线时,ZnO有助于分解污染物而自身不会被破坏。在污染物转化为无害的副产品后,ZnO薄膜开始发出更亮的光,表明其工作已完成。尽管商业应用尚不可用,但研究人员建议“基于ZnO薄膜的纳米传感器应在诸如检查饮用水质量或评估地下水污染等应用中非常有用。”

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