突破性的滤水器使用改性氧化石墨烯永久消除化学物质

快速阅读: 据《技术点》称，科学家研发出一种新型水过滤技术，利用二维材料与基于糖的化学方法有效去除持久性污染物如PFAS。该技术通过调整β-环糊精结构实现定制化，适用于多种污染物的高效过滤，同时保持水的纯净与矿物质平衡，为全球水资源安全提供可扩展方案。

总体而言：清洁的水是必不可少的，但一些污染物去除起来特别困难。科学家们研发出一种革命性的过滤工艺，使用二维材料和基于糖的化学方法来捕捉持久性污染物。工程师能够根据特定分子调整这项技术，为全球更安全的水资源提供可扩展的解决方案。

蒙纳士大学的研究人员介绍了一种新的水过滤技术，这或许能彻底改写对抗全氟烷基物质（PFAS）的篇章——这些化学物质因其环境持久性和健康危害而广为人知。PFAS存在于防水服装和灭火泡沫等产品中，它们极难被分解。传统处理方法常常失效，尤其是对最细微的PFAS分子，它们会穿过过滤器并在生态系统和人体中积累。

蒙纳士团队开发了一种由石墨衍生的氧化石墨烯膜，并通过β-环糊精（一种环状糖分子）对其进行增强。这种搭配是经过深思熟虑的，因为β-环糊精可以在其环状结构内捕获化学化合物，充当分子笼。研究人员通过将β-环糊精整合到氧化石墨烯膜中，创建了一个高度选择性的纳米通道网络。这些通道作为能量屏障，阻挡PFAS分子——包括难以捕捉的短链类型——同时让水高效地流过。

首席研究员尤贝特·马霍法表示，这种膜的设计克服了水净化中的一个主要挑战——在去除微小、持久性污染物的同时保持清洁水的快速流动。“我们的方法通过过滤并浓缩这些有害物质，同时仍能让水高效流过，解决了这个问题，”马霍法说。

即使水温发生变化，这种膜的性能依然稳定，这对于实际应用来说至关重要，因为在实际应用中条件可能会变化。制造方法被称为剪切取向印刷，效率高且可扩展，能够生产适合市政水处理厂、工业设施和环境清理工作的大型膜片。

研究人员开发的这项技术还具有独特的适应性。研究人员可以修改β-环糊精的化学结构，以针对广泛的污染物，包括药品、杀虫剂和重金属。领导澳大利亚研究委员会二维材料先进制造研究中心的马因纳克·马朱姆德教授解释说，这种方法有望为新一代可定制水过滤器铺路，每种过滤器都设计用于针对特定的污染物。

蒙纳士大学、清洁泰克水务公司以及专注于石墨烯技术的内马蒂克公司历时多年合作，开发了这一突破性工艺。

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共同研究者萨利·埃尔·梅拉格维博士强调，这种膜能去除有害物质，同时保留必要的矿物质和营养成分。这种能力使其适用于饮用水和废水处理，确保水饮用安全且健康。

这项技术的独特之处在于它的适应性。研究人员可以修改β-环糊精的化学结构，以针对广泛的污染物，包括药品、杀虫剂和重金属。领导澳大利亚研究委员会二维材料先进制造研究中心的马因纳克·马朱姆德教授解释说，这种方法有望为新一代可定制水过滤器铺路，每种过滤器都设计用于针对特定的污染物。

蒙纳士大学、清洁泰克水务公司以及专注于石墨烯技术的内马蒂克公司历时多年合作，开发了这一突破性工艺。

**图片来源**：清洁泰克水务

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