據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，斯坦福大學(xué)的研究人員將一種普通棉紗浸入銀納米線和碳納米管的混合液中，制成了一種、廉價(jià)的新型凈水過濾器，其能殺滅水中98%的細(xì)菌，殺菌速度是傳統(tǒng)微孔網(wǎng)篩過濾器的8萬倍。研究成果發(fā)表在近期出版的《納米快報(bào)》雜志上。
碳納米管具有良好的導(dǎo)電性，98%以上的埃希氏大腸桿菌只要在20伏的電流中呆上幾秒就會被殺死。銀也能殺菌，巴氏滅菌法和冰箱出現(xiàn)以前，人們常常在牛奶瓶底放一枚銀幣來消毒。
斯坦福大學(xué)材料研究生物工程專家小組的莎拉·海爾肖恩稱，碳納米管和銀這兩種材料“攜手”制成的過濾器可zui大限度地發(fā)揮殺菌效能。其中的銀納米線能夠殺死任何滯留在孔隙中的細(xì)菌，因此避免了傳統(tǒng)過濾器普遍存在的一大缺陷，即細(xì)菌會在過濾器上形成生物膜從而污損設(shè)備。
傳統(tǒng)的過濾器都采用物理方法來吸附細(xì)菌，而新型過濾器內(nèi)含有的棉花纖維包了一層“納米外套”，其形成的電場可以殺死流經(jīng)的細(xì)菌，而且棉花纖維有多層，厚達(dá)6.4厘米，足以殺死水中的大部分細(xì)菌。
斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程副教授崔毅介紹說，該新式過濾器的成本也很低。一方面，銀納米線所用的銀很少，成本幾乎可以忽略不計(jì)。另一方面，所需的電流很少。納米材料的吸附性很高，銀納米線較長的一端和納米管連接，另一端伸入棉花纖維中間的空隙，在棉纖維上會生成一層光滑無間隙的覆層，導(dǎo)電效果很好，因此，電流強(qiáng)度只需幾毫安，一塊小型太陽能電池或一對12伏的汽車電池就能滿足。而傳統(tǒng)的過濾器要用電泵把水抽進(jìn)微孔，耗電量大，在實(shí)驗(yàn)室里過濾等量的水，新型過濾器的耗電量僅為傳統(tǒng)過濾器的1/5。
崔毅也表示，新型過濾器的凈化速度非常快。傳統(tǒng)過濾器的過濾微孔很小，將細(xì)菌從水中吸附分離時(shí)很容易阻塞微孔；而新型過濾器孔隙比較大，只殺滅細(xì)菌卻不吸附細(xì)菌，因此，不會減緩水流的速度，凈水速度是傳統(tǒng)過濾器的8萬倍。這種過濾器在無法用氯氣來給水消毒的偏遠(yuǎn)地區(qū)很實(shí)用，可以大大減少以水為介質(zhì)進(jìn)行傳播的霍亂、傷寒和肝炎等疾病的大面積擴(kuò)散。
研究人員計(jì)劃下一步針對不同類型的細(xì)菌進(jìn)行過濾的過濾器，并測試多重組合過濾器。
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