水中二氧化碳可用微型馬達迅速清除
- 發佈時間：2015-09-26 10:17:44 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京9月25日電 （記者常麗君）最近，美國加州大學聖迭哥分校科學家設計出一種酶功能化的微型馬達，能在水中自動行駛，迅速清除二氧化碳並將其轉化成有用的碳酸鈣，將來有望用於清除海洋中的二氧化碳污染，遏制海洋酸化。
據每日科學網近日報道，研究團隊由奈米工程教授兼主席約瑟夫·王帶領。他們設計的微馬達比頭髮絲還細小，本質上是個6微米長的管子，外表面是一層含有酶碳酸酐酶的聚合物，能加快二氧化碳和水的反應速度，形成重碳酸鹽，在水中加入氯化鈣，能幫助把重碳酸鹽轉化成碳酸鈣。
研究人員實驗展示了微馬達從飽和溶液中迅速除去二氧化碳的能力。在5分鐘內，從離子水溶液中清除90%的二氧化碳。微馬達對海水溶液也同樣有效，在同樣時間內能清除88%的二氧化碳。研究人員解釋説，微馬達能在溶液中迅速而持續地運動，清除二氧化碳效率極高。因為微馬達的自動運動會引發溶液有效混合，使二氧化碳轉化得更快。
為了在水中給微馬達供應燃料，他們添加了過氧化氫和微馬達的鉑金內表面反應，産生氧氣泡流，推進微馬達四處運動。即使水溶液中所含的過氧化氫只有2%到4%，微馬達的速度也能超過100微米/秒。
但燃料供應有個缺點，過氧化氫是一種額外的添加劑，鉑金材料也很昂貴。他們的下一步計劃是，造出一種能靠水來推進的碳捕獲微馬達。
“將來，我們有可能把這些微馬達作為水處理系統的一部分，就像一種水脫碳裝置。”論文合著者、王實驗室研究生凱文·考夫曼説，“如果微馬達能用環境要素做燃料，將更容易升級，更環保也更便宜。”
二氧化碳是環境中的主要溫室氣體，這一概念論證研究對緩解二氧化碳增加前景光明。論文第一作者、王研究團隊的博士後科學家偉倫達·辛格説：“用這些微電機來抵抗海洋酸化和全球變暖，這種可能令人興奮。”
相關論文發表在本月的《應用化學》雜誌上。
總編輯圈點
化學的神奇之處就在於，兩種或幾種物質一混合，就能生成第三種或第N種完全不同的東西。但具體怎麼混合，比例多少，先放啥後放啥，都是要開動腦筋的。“微馬達”的高超之處在於，不僅搞清楚了這些問題，還充分利用了化學反應産生的動力，使其變成了“捕碳小超人”。這就是“棋高一著”的最佳詮釋，所有人都能想到的步驟不算高明，能明確數步之後的方向還能實踐出來的才是高手。這也應該是創新思維的另一個角度吧。
- 股票名稱 最新價 漲跌幅
