中科大研究人員借助陽光木材和細菌來共同淨化飲用水
蒸發淨水是一項古老的技術,不過中科大的一支研究團隊,卻想到了用陽光、木材和細菌來共同淨化飲用水的一套新方案。據悉,這套由木材製成的新型設備,可藉助細菌來建立關鍵的納米結構。當陽光匯聚到設備上時,被加熱的液態水會加速蒸發。水蒸氣可被引導至另一個單獨的容器中再次凝結成乾淨的飲用水,但其它有害的污染物會被留下來。
(來自:ACS)
此前我們已經見識過基於各種材料和配置的淨水方案,比如通過漂浮在湖面上的機器來吸收下方水分、石墨烯製成的泡沫海綿、以及由浸碳紙和纖維素氣凝膠製成的太陽能蒸餾器等。
不過中科大研究團隊的新型淨水器,則是在多層結構的頂部佈置了吸光的碳納米管、中間是隔熱的玻璃泡、以及漂浮在水面上的木料底層。但這套方案中的關鍵成分,則是肉眼見不到的細菌。
研究團隊先在木材表面塗抹發酵,然後在加上玻璃泡和碳納米管時,細菌就會在它們的周圍建造纖維素納米纖維,從而將整個東西結合到一起。
這種天然的多孔結構設計,能夠幫助木料保持水分和向上輸送。當到達頂部的吸光碳納米管層時,就會被加熱並蒸發。同時玻璃狀的氣凝膠層可扮演隔熱的角色,以防止熱量向下散發。
研究團隊稱,這套太陽能蒸發器方案較大多數設計都更加有效,蒸發速度達到了2.9 公斤/ 立方米/ 小時,太陽能的轉化率為80%,此外木料和碳納米管材料相當豐富和實惠。
有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《納米快報》(Nano Letters)上。
原標題為《Sustainable Wood-Based Hierarchical Solar Steam Generator: A Biomimetic Design with Reduced Vaporization Enthalpy of Water》。