碳纳米管能解决世界饮用水难题吗?

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


印度孟买巴哈巴原子研究中心(BARC)的研究人员正在研究碳纳米管(空心碳纤维)在过滤水中的病毒、细菌、有毒金属离子和大型有害有机分子的潜在用途。据Physorg.com报道,“碳纳米管光滑且防水的内部意味着基于这项技术的过滤器将非常高效,允许水以高流速通过过滤器而不会发生堵塞。重要的是,与传统的膜技术相比,驱动水通过这种系统所需的功率将很低。”

正如CleanTechnica.com指出的那样,迫切需要解决受污染水的问题。但碳纳米管不太可能成为解决方案,至少在短期内不会是。

原因包括

  • 纳米管将极难排列成过滤器。Physorg.com提到的警告触及了一个非常重要的点,这可能是碳纳米管水过滤器的最大障碍:“要作为纳米技术过滤系统用于污染水,这些纳米级结构需要被设计成形成明确的排列,以实现水的有效净化。”正如我本周在威斯康星大学麦迪逊分校的纳米技术研讨会上了解到的那样,纳米管并非以单个形式存在。相反,它们聚集成团,并且很难分离。事实上,直到两年前,都柏林圣三一学院的研究人员才发现,碳纳米管可以在不损坏或削弱它们的情况下解束,据威斯康星州普拉特维尔市Graphene Solutions, LLC的17岁联合创始人菲利普·斯特雷奇称。试图让水通过一团指向不同方向的纳米管(其中一些管可能被其他管堵塞)进行过滤不太可能有效率。


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  • 纳米管必须非常微小(即使按照纳米标准)才能滤除污染物。虽然细菌的直径约为1100纳米,但病毒的直径可能在70到3纳米之间。您需要一个尺寸大致与DNA链相当的碳纳米管,才能阻挡最小的污染物。

  • 碳纳米管可能存在健康风险。没有确凿的证据表明摄入碳纳米管是危险的,但也没有研究证明它是安全的。在科学家们更好地掌握这一点之前,最好避免饮用或吸入它们。如果任何纳米管从过滤器上脱落并最终进入供水系统,前者将很难避免。

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