潛在的有毒的二氧化碳現(xiàn)在可以轉(zhuǎn)化為無價(jià)的碳納米管。

在《科學(xué)指導(dǎo)》(Science Direct)雜志的一篇文章中，來自田納西州的研究人員報(bào)告說，他們發(fā)明了一種能夠從空氣中吸收二氧化碳并將其轉(zhuǎn)化為“黑色黃金”的原型裝置。

碳納米管具有超過鋼的強(qiáng)度和高于常用的銅的導(dǎo)電性能。

這些特性使它們?cè)谠S多領(lǐng)域非常有用，如電子、環(huán)境清理和醫(yī)療保健。

然而，碳納米管很難在合適的尺寸下制造，這使得它們變得不常見，而且成本昂貴。

范德比爾特大學(xué)(Vanderbilt)的研究小組發(fā)現(xiàn)了一種生產(chǎn)超級(jí)材料的不同方法。

他們利用從空氣中提取的二氧化碳作為原材料，展示了如何以比現(xiàn)有方法低得多的成本制造碳納米管。

他們的技術(shù)不僅消除了二氧化碳排放的有害影響，而且還展示了如何有效利用空氣污染，為空氣凈化過程買單。

碳納米管材料能從水中除去99%的重金屬。

此前，一套創(chuàng)新的過濾器被發(fā)現(xiàn)能去除污染水中99%的重金屬。

這些過濾器是由賴斯大學(xué)實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的，由碳納米管材料制成，在化學(xué)環(huán)氧化石英纖維上生長(zhǎng)。

實(shí)驗(yàn)室的發(fā)現(xiàn)表明，過濾器能夠從被鎘、鈷、銅等重金屬污染的水樣中吸收99%以上的金屬，還能吸收汞、鎳和鉛。

科學(xué)家稱，一克這種物質(zhì)可以處理8.3萬升水，以滿足世界衛(wèi)生組織(WHO)的標(biāo)準(zhǔn)。這足夠?yàn)?1000人每天提供干凈的水。

研究小組還指出，放大版的過濾器可以在一分鐘內(nèi)處理多達(dá)五升水，90秒內(nèi)更新。

此外，在每100克處理70升水后，過濾器能夠保持100%的容量。

研究人員補(bǔ)充說，一旦過濾器達(dá)到飽和，就可以用醋之類的溫和的家庭化學(xué)物質(zhì)清洗，然后再利用。

二氧化碳空氣污染可以轉(zhuǎn)化為寶貴的碳納米管。

范德比爾特機(jī)械工程系的助理教授卡里˙平特(Cary Pint)解釋說，她的研究小組使用電化學(xué)方法將二氧化碳分解成碳和氧分子。

然后，碳被收集并組裝成納米精度的碳納米管。

“這打開了能夠產(chǎn)生真正有價(jià)值的碳納米管產(chǎn)品的大門，”研究論文的共同作者之一平特(Pint)說。

“這些可以徹底改變世界。”

她在科學(xué)期刊《ACS應(yīng)用材料與界面》上發(fā)表了她的研究成果。

他們的論文解釋了他們?nèi)绾螌⑹占诓讳P鋼表面的二氧化碳涂層轉(zhuǎn)化為納米顆粒，然后合成為碳納米管。

他們的方法比目前生產(chǎn)碳納米管所需的能量要少得多，例如碳電弧放電法和激光法。

范德比爾特大學(xué)的學(xué)生和研究合著者安娜˙道格拉斯(Anna Douglas)報(bào)告稱，商用碳納米管的價(jià)格從每公斤100多美元起。

相比之下，他們最近開發(fā)的方法可以以更低的成本生產(chǎn)出更高質(zhì)量的超級(jí)材料，特別是因?yàn)樗褂玫氖菑目諝庵刑崛〉亩趸迹皇峭ǔ５膩碓础?/p>

新工藝確保了足夠小的納米顆粒的形成。

考慮到制造小型納米管的困難，他們的成就令人印象深刻。

德熟化過程使納米碳顆粒增大。

更大的納米顆粒意味著更大的納米管，這些納米管沒有它們的小版本有用，因此是一種浪費(fèi)。

范德比爾特團(tuán)隊(duì)通過設(shè)置電化學(xué)參數(shù)來降低大的納米顆粒形成的可能性，從而使德熟化的效果最小化。

這些參數(shù)鼓勵(lì)形成更小的納米顆粒，可以用來制造尺寸合適的納米管。

平特和道格拉斯共同創(chuàng)立了初創(chuàng)公司SkyNano LLC，以改進(jìn)他們的碳納米管生產(chǎn)工藝，使其能夠大規(guī)模應(yīng)用于商業(yè)用途。

使用碳納米管的潛在產(chǎn)品包括高效的陽極、陰極和用于電容和電池的電極、能夠去除油并凈化飲用水的吸收材料，以及用于構(gòu)建人工肌肉和微型傳感器的輕質(zhì)柔性材料。

平特談到他們的碳納米管生產(chǎn)過程時(shí)說:“我們學(xué)到的是一門科學(xué)，它為我們現(xiàn)在制造世界上一些最有價(jià)值的材料打開了大門，比如鉆石和單壁碳納米管，這些材料是我們從空氣中捕獲的二氧化碳。”