澳大利亞研究人員設計了一種快速納米過濾器，可以比目前的技術快100倍地清洗臟水。制造簡單，擴大規(guī)模簡單，這項技術利用了生長在液態(tài)金屬上的自然納米結構。
                                                      
        圖為一種表面長有片狀氧化鋁化合物的金屬液滴。每個0.03mm的薄片由大約20,000個納米片堆疊而成。圖片來源：RMIT
        墨爾本*管理學院（RMIT）和新南威爾士大學(UNSW)的研究人員在這項創(chuàng)新的背后，證明了它可以以驚人的速度過濾水中的重金屬和油。
        RMIT的研究員阿里扎瓦比蒂博士說，水污染仍然是全球面臨的一個重大挑戰(zhàn)——世界上每9個人中就有1個人家里沒有干凈的水。“重金屬污染會導致嚴重的健康問題，兒童尤其容易受到傷害。”“我們新的納米過濾器是可持續(xù)的，環(huán)保的，可擴展的和低成本的。“我們已經證明了它可以去除水中的鉛和油，但我們也知道它有潛力針對其他常見的污染物。” “之前的研究已經表明，我們使用的材料能夠有效地吸收汞、硫酸鹽和磷酸鹽等污染物。” “隨著技術的進一步發(fā)展和商業(yè)支持，這種新型納米過濾器將成為解決污水問題的一種既便宜又超快的方法。”
        研究人員開發(fā)的液態(tài)金屬化學工藝在電子、薄膜、光學和催化等一系列工業(yè)領域具有潛在的應用前景。扎瓦比蒂說:“這項技術可能具有重要的工業(yè)價值，因為它可以很容易地升級，液態(tài)金屬可以重復使用，而且這個過程只需要很短的反應時間和低溫。”
        項目負責人庫羅什卡蘭塔-扎德教授、RMIT榮譽教授、澳大利亞研究理事會桂冠獎獲得者和新南威爾士大學化學工程教授說，在這一過程中使用的液態(tài)金屬化學使不同形狀的納米結構得以生長，要么作為用于納米過濾器的原子薄片，要么作為納米纖維結構。
        “按照慣例種植這些材料需要耗電，需要高溫、大量加工時間，而且使用有毒金屬。”液態(tài)金屬化學避免了所有這些問題，所以它是一個很好的選擇。


        這項開創(chuàng)性的技術是可持續(xù)的、環(huán)保的、可擴展的和低成本的。研究人員將鎵基液態(tài)金屬與鋁結合，制成了一種合金。當這種合金暴露在水中時，納米薄片的氧化鋁化合物在表面自然生長。這些薄得像原子一樣的層——厚度是人類頭發(fā)的10萬分之一，使它們具有很高的滲透性。這使得水能夠在氧化鋁化合物吸收污染物的同時快速通過。
        實驗表明，由多層原子薄片制成的納米過濾器能夠有效地去除水中的鉛，這些鉛在安全飲用量的13倍以上時就被污染了，而且在油和水的分離方面非常有效。這個過程不產生廢物，只需要鋁和水，每一批新的納米結構都需要循環(huán)使用液態(tài)金屬。
        研究人員開發(fā)的方法可以用來種植超薄的納米材料和納米纖維。這些不同的形狀具有不同的特性——納米過濾器實驗中使用的超薄薄片具有很高的機械剛度，而納米纖維是高度半透明的。生長具有不同特性的材料的力為定制形狀提供了機會，以增強它們在電子、薄膜、光學和催化領域的不同性能。