新型纳米膜可以在毫秒内将污水转化为清水

德国马克斯·普朗克胶体与界面研究所的研究人员开发了一种由一束纳米管组成的膜。他们使用它作为纳米反应器，使用阳光作为驱动器，将以亚甲基蓝标记的水在数毫秒内转化为清澈的水（ACS Nano, "Enhanced Organic Photocatalysis in Confined Flow through a Carbon Nitride Nanotube Membrane with Conversions in the Millisecond Regime）。

在粘度较低的液体中进行反应，这为化学研究提供了一个新的机会，该校胶体化学系主任马库斯·安东尼蒂教授(Markus Antonietti)说。

在此图像中，我们看到几个平行的纳米级管作为其中发生光催化反应的膜的一部分。膜是由这种纳米管的整体组成的宏观物体。（图片：马克斯·普朗克胶体与界面研究所ScienceBrush Design）

化学通常被认为是一门成熟的学科，其中新发现仅在外缘出现。现在，由亚历山大·萨瓦捷耶夫（Aleksandr Savateev）博士领导的团队表明，纳米级核心仍然存在着令人惊讶的惊喜。

诸如水之类的常见流体的性质取决于它们被限制在其中的容器的大小。如果将已经具有低粘度的已经非常敏捷的液体注水到只能容纳少量水分子的纳米级容器中，它将变成“超流体”。限制越小，超流体效应越大。但是并非所有的水都是一样的。

这个怎么运作？

在他们的反应实验中，Savateev研究小组开发了一种膜，该膜由数十亿根平行的氮化碳管组成，每根直径为几纳米。他们观察到水滑过这些管而没有任何摩擦。在这种情况下，光被用作将污水化学转化为清水的驱动力，而由膜产生的量子限制也以前端的效率引导光的能量。

平行的，几乎一维的管子的凹面起着将内部电场集中在纳米管内的一种镜子的作用。结合来自外部的光线，可以大大提高反应速度。Savateev博士说，在普通的3D空间中，根本不可能以毫秒为单位的反应速度。

亚历山大·萨瓦捷耶夫（Aleksandr Savateev）表示，我们正在积极致力于这项技术的开发，以可持续的能源（例如太阳能）在类似于咖啡过滤器的简单设备中合成燃料和其他对社会重要的材料。