激光网2月24日消息，垂直排列的碳纳米管膜可用于以高流速和低压清洁或淡化水。最近，卡尔斯鲁厄理工学院的研究人员和合作者进行了类固醇激素吸附实验，以研究微观孔隙中力的相互作用。
他们发现具有一定孔隙几何形状和表面结构的VaCNTs适合用作高选择性膜。该研究发布在《自然通讯》上。
地球上的每个人都需要获得安全的饮用水。膜用于有效去除对人类健康和环境有害的微污染物，例如类固醇激素。一种极具前景的膜材料由垂直排列的碳纳米管构成。
毛孔目前太大而无法有效保持，但较小的毛孔在技术上是不可行的。
在使用类固醇微污染物的研究中，IAMT研究人员研究了为什么VaCNT膜可以成为出色的滤水器。他们利用了位于加利福尼亚州利弗莫尔的劳伦斯利弗莫尔国家实验室制造的膜。研究结果：VaCNT的低吸附或表面沉积对于靶向特定分子的高选择性膜很有用。
研究表明，膜纳米孔中的吸附不仅取决于吸附表面和有限的传质，还取决于流体动力、摩擦力以及液壁界面处的吸引力和排斥力的相互作用。由于其低摩擦和快速流速，高透水性纳米孔几乎没有接触。
Schäfer补充道：“当分子因其尺寸而无法保留时，与材料的相互作用通常会决定会发生什么。这些分子会像攀爬者爬墙一样在膜中反弹。当有很多好的攀爬支撑时，这要容易得多。
孔隙几何形状和表面结构是在IAMT等研究的帮助下专门设计的。
在LLNL，Francesco Fornasiero博士和他的同事创造了这些膜。IAMT的最新分析设备用于进行和评估微污染物测试。
“花了大约10年的时间才将这个想法转化为一个成功的实验，并引起了膜技术界的广泛兴趣，”Schäfer补充道。
生产出如此近乎完美无瑕的膜是相当具有挑战性的。在几平方厘米以下的较大区域，出现缺陷的可能性非常高。缺陷会影响结果。近年来，LLNL成功地在更大的区域制造了膜。为了将痕量污染物保持在两平方厘米上进行研究，IAMT研究人员同时构建了微小的过滤装置。
“缩小规模是极其困难的。共同管理是一个巨大的成功。现在，我们正在等待具有更小孔隙的膜的开发，“Schäfer进一步补充道。
该研究首次研究了流体动力、摩擦力以及吸引力和排斥力如何相互作用。它介绍了水处理的基本结果。这些可能有助于由纳米孔控制的超滤和纳滤过程。
