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氮化硼纳米片:可重复利用的超级“清道夫”  

2013-05-09 11:12:08|  分类: 每日科学新闻 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文来自“科学美国人”中文版《环球科学》http://www.huanqiukexue.com/html/newcy/newcl/2013/0509/23209.html

科学家合成了一种由多孔单原子片层构成的新型纳米材料。这种材料具有很强的吸附能力,并可重复利用,非常有希望成为净化污水的新型武器。

  

 
初露锋芒
如今,曾专注于电子学的纳米材料在污水清洁方面找到了新的应用前景。氮化硼,或称“白色石墨烯”,顾名思义,其结构与石墨烯相似:由一圈圈链环状围墙铺展形成单原子薄片。《自然-通讯》(Nature Communication)上的一篇报道显示,这种材料可优先吸收有机污染物,如工业化学制品或机油。而且,它比其他“纳米材料”更易清洗,并可再利用。这一材料家族还包括像石墨烯和碳纳米管这些倍受吹捧的碳材料,从某种程度上来说,它们惹人注目的原因是它们具有较高的表面积/重量比,因而可以吸收与自身尺寸相比数量惊人的物质,这使得它们在清理污染物方面具有诱人的优势。
 
大显身手
新的研究表明,一种氮化硼制品的效果要优于许多纳米材料和传统工艺。 一个来自澳大利亚迪肯大学前沿材料研究所和法国第六大学的团队合成了一种多孔氮化硼“纳米片(nanosheets)”——一种由带有孔洞的波浪型单原子层构成的材料。这些多孔片层(聚集在一起呈粗糙的白色粉末状)大大优于不带孔的纳米材料,也比市场上可以买到的块状氮化硼效果要好。多孔形式展现了高度的“选择吸收性和吸附能力”——优先吸收水中的有机污染物和染料。这种粉末可以吸收其自身重量33倍的化学制品乙二醇,或其自身重量29倍的机油。即便如此,饱和后的粉末仍能漂浮在水面上不会下沉。使用完后,可以将材料放到工业熔炉中加热或者直接点燃,隐匿在材料中的污染物就可以被驱赶出来——这与现在流行的清洁材料相比无疑是个亮点。因为后者只能重复使用几次,一旦完全塞满就作废了。“所有这些特性都说明这种多孔纳米片适合应用于水纯化和水处理领域。”作者如是写道。
 
任重道远
瑞士洛桑联邦理工学院的弗朗西斯科?斯特拉奇(Francesco Stellacci)教授称,该工作是“一个繁荣领域中的一篇卓越论文”。“文献中报道的数据令人难忘,”他告诉BBC记者,“关键问题是这种材料能否最终应用于改善水质。”斯特拉奇教授说,该材料的市场尚不存在。即便在纳米材料领域,氮化硼显著的清洁能力也还不足以确立其优势地位。“说到底,我认为决定一个材料能否投产的关键因素不在于其性能,而更多的是成本和材料的可扩展性。我真心希望这些材料中有一个,也许就是这一个,能笑到最后。”
 
(翻译 刘畅畅 审校 李想)
 
原文地址:
http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-22351056
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