《纳米技术如何引领污染控制》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2021-04-25
  • AZO于2021年4月23日发布关于纳米应用的内容,文章指出牛津大学的科学家们开发了一种基于纳米技术的新工艺,以简化和降低测试水的化学污染和毒性水平的成本。

    在整个欧盟,包括英国,一些常见化学品,如汞、镍、锌、镉、铅、硝酸盐、磷酸盐和多环芳烃,已经使水质恶化到对健康和环境有害的水平(欧洲环境署,2018年)。

    化学污染被认为是水污染的主要原因之一,影响了本已有限的供水。世界卫生组织表示,全球约有7.85亿人缺乏基本的饮用水服务(世界卫生组织,2019年)。环境卫生服务不当和污水处理服务效率低下需要立即得到重视。

    牛津大学开发的这项技术为保护人类健康和环境免受化学污染提供了一个很有前景的方法。作为大学的衍生公司,Nanolyse Technologies引领着公司进入下一个发展阶段。

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  • 《如何控制碳纳米结构的性质》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2017-08-14
    • (Nanowerk News)世界各地的研究人员正在研究如何利用碳纳米结构的特性来定制它们,以达到特定的目的;这个想法是使有前途的微型格式材料在商业上可行。 在弗里德里希-亚历山大-大学的erlangen - nurnberg(FAU)的一个团队,现在已经有选择性地影响了由碳纳米结构和染料(“低维度碳变异体:地面和兴奋状态的电荷转移与nir -吸收的heptameine Cyanine”)组成的混合系统的性质 碳纳米结构有很大的潜力。二维石墨烯和一维碳纳米管具有独特的特性,使它们在可能的工业应用中变得有趣。例如,碳纳米结构可以在新型的太阳能系统中使用,与一种在近红外范围内吸收光的染料相结合。 因此,与传统的太阳能发电机不同,这些新系统不仅可以利用可见光范围内的波长,而且还可以利用近红外区域。然而,这只是众多潜在应用领域中的一个——纳米结构也可以用于传感器技术,用于触摸屏和场效应晶体管的电极。 但是,科学家首先需要了解混合系统中碳纳米结构和染料产生的机制,然后才能在实际应用中使用它们。在FAU的物理化学主席的研究小组,我现在离实现这一目标更近了一步。 由Guldi教授领导的团队的Alexandra Roth和Christoph Schierl创建了由石墨烯、染料和碳纳米管和实验室里的染料组成的混合系统,即液相技术,这种技术可以保持低成本,并确保材料更容易处理。他们的研究有一个特别的优势,那就是他们能够同时产生和分析混合系统。这种方法使得评估和评估两种系统的数据成为可能,从而比较它们。 光伏性能的变化表明材料确实已经形成了混合系统。研究人员能够证明,通过在基本状态下的相互作用,染料对碳纳米结构的电子特性有特殊的影响。这种成功的对混合系统特性的操控使研究人员朝着在实际应用中有效利用碳纳米结构的能力迈进了一步。 此外,他们还发现,当光被用来刺激系统时,每一个染料分子将一个电子转移到碳结构上,然后在几纳秒后被转移回染料——如果系统要在染料敏化太阳能电池中使用,这是一个必要的要求。 ——文章发布于2017年8月8日
  • 《纳米技术如何解决环境问题?》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2020-11-19
    • AZO于2020年11月18日发布关于纳米与环境的问题,文章指出环境保护是人类面临的重大挑战之一。多年来,我们制造和丢弃塑料,无意中破坏了我们的环境,采矿和燃烧化石燃料加剧了气候变化,人造产品污染了我们的空气和水道。 但是现在是时候修复环境以及我们与环境的关系了,纳米技术将在确保我们星球未来的可持续性方面发挥至关重要的作用。 为什么纳米技术? 与实体材料相比,纳米材料表现出意想不到的特性;它们的高表面积-体积比赋予了它们独特的物理化学性质,包括多功能和增强的反应活性或选择性。 从节省原材料、能源和水,到减少温室气体和危险废物,纳米技术的独特属性可以用于各种产品、程序和应用,这无疑可以支持环境和气候保护。 拯救海洋 石油泄漏对海洋、河流和居住在其中的野生动物来说是灾难性的。清除溢出物的传统方法是不够的,而且尽管纳米解决方案仍处于初级阶段,但它显示出了作为处理清理工作的替代手段的巨大前景。 在2010年的深水地平线灾难之后,来自纽约州立大学石溪分校的研究人员开发了一种光催化氧化铜钨纳米颗粒的纳米网格。当阳光照射时,这些纳米粒子将石油分解成可生物降解的化合物。 材料科学与工程学院的教授Pelagia-Irene Gouma说:“它利用了整个太阳光谱,可以在水中工作很长时间。”“我们的技术是独一无二的。当你用光照射这些网格时,它们就开始工作,可以反复使用。” 水清洁 基于纳米技术的解决方案可以从几个方面促进水的长期质量、可用性和可行性: 治疗和修复 纳米技术可以产生用于分离的新一代纳米膜,以实现更大程度的水净化和脱盐,以及去除、减少或中和水污染物的更好手段。后者可能包括沸石、碳纳米管、介孔载体上的自组装单层(SAMMS)、生物聚合物和单酶纳米颗粒等,仅举几例。 污染防治 这不仅包括“传统”污染物,还包括水传播的传染病。例如,纳米技术可以提供银形式的无氯杀菌剂和用于光催化消毒的二氧化钛催化剂。 已经在使用的实际净水应用包括利用纳米铁去除地下水中的有机溶剂。纳米颗粒在水中分散并分解溶剂,而不需要将水从地下抽走,这使得这种方法更有效、更便宜。 基于纳米技术的解决方案也可以去除放射性废物。钛酸钠纳米纤维是很好的吸附剂,可以去除水中的放射性离子,如铯和碘。 净化空气 二氧化碳(CO2)可能是对环境的最大威胁。工业革命,伴随着燃烧化石燃料的必要性的增加,导致了大量的温室气体污染了大气,推动了气候变化。因此,地球正在变暖,极地冰帽正在融化,许多低洼地区面临着完全消失的危险。 利用可再生能源已经减少了二氧化碳的排放。然而,如果没有燃烧化石燃料的替代品,就需要从废气中过滤二氧化碳,以便捕获和储存。 目前从废气中分离二氧化碳的方法价格昂贵,使用化学物质,而且对大规模应用没有足够的竞争力。然而,用纳米材料制成的膜也可以以同样的方式工作,而且成本很小,而且不需要额外的化合物。 德国的研究人员最近制造了一种超薄的纳米级聚合物薄膜,可以过滤掉二氧化碳,并取得了无与伦比的效果。这种高渗透性是由只有几十纳米厚的亲二氧化碳材料造成的。研究人员说,这种材料可以用于处理低压下的大型气体流,比如从燃煤发电厂的烟道气中捕获二氧化碳。 挥发性有机化合物(VOCs)也对空气质量构成危害,导致烟雾和高臭氧水平。日本研究人员发现了一种在环境温度下从空气中去除挥发性有机化合物以及硫和氮氧化物的方法。他们利用多孔锰氧化物和生长在其中的金纳米颗粒作为催化剂分解和去除有害化合物。 创造微妙的平衡 纳米技术为环境技术提供了巨大的机会。在传感和监测、选择性吸附和纳米膜方面已经有许多成功的案例。然而,我们必须小心地平衡环境的需要和我们所选择的纳米技术的活性、选择性和稳定性。 纳米技术的许多令人满意的品质——例如它的高性能——来自于它的高反应性,这是由它精致的表面和微观结构引起的。因此,我们必须小心避免纳米技术的破坏和退化以及对环境的进一步伤害。