研發(fā)出用于海水淡化的新材料

“在激光照射下，初結(jié)晶的二氧化鈦?zhàn)兂?無定形，獲得了強(qiáng)大的寬帶光吸收特性。金納米團(tuán)簇對材料的裝飾和摻雜還促進(jìn)了可見光的吸收。初，我們打算在太陽能領(lǐng)域使用該功能但是很快就意識到，由于采用了新的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，太陽能電池活性層中的納米顆粒會(huì)將吸收的太陽能轉(zhuǎn)化為熱而不是電，但是這個(gè)想法被用作脫鹽槽中的一種納米加熱器，在實(shí)驗(yàn)室條件下成功完成。”論文的作者之一，亞歷山大·庫奇米扎克(Alexander Kuchmizhak)，F(xiàn)EB RAS自動(dòng)化與控制過程研究所的高級研究員。

用金裝飾的二氧化鈦納米粒子吸收約96%的太陽光譜并將其轉(zhuǎn)化為熱量。該材料可以使海水淡化廠中的蒸發(fā)加速多達(dá)2.5倍，并且可以追蹤有害分子和化合物。由遠(yuǎn)東聯(lián)邦大學(xué)(FEFU)，ITMO大學(xué)和俄羅斯科學(xué)院遠(yuǎn)東分公司的代表組成的國-際研究團(tuán)隊(duì)在ACS Applied Materials and Interfaces上發(fā)表了相關(guān)文章。

17個(gè)聯(lián)-合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中包括獲得安全用水的權(quán)利。同時(shí)，世界衛(wèi)生組織(WHO)和兒童基金會(huì)(UNICEF)在2019年的報(bào)告中解決了這個(gè)問題，指出22億人缺乏安全的飲用水。

提供清潔飲用水的方法之一是通過蒸發(fā)和隨后的蒸汽濃縮來淡化海水。為了獲得更大的產(chǎn)量，需要用于加速蒸發(fā)的新材料。在過去的五年中，這已成為全-球范圍內(nèi)快速發(fā)展的研究領(lǐng)域。

此類創(chuàng)新材料由FEFU，F(xiàn)EB RAS和ITMO大學(xué)的科學(xué)家與西班牙，日本，保加利亞和白俄羅斯的同事合作設(shè)計(jì)。研究人員聲稱，它可以用作水蒸發(fā)的納米加熱器，也可以用作傳感器系統(tǒng)中的光學(xué)檢測器，該傳感器跟蹤液體中各種物質(zhì)的小痕跡。后期特性可能與微流體生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)，芯片實(shí)驗(yàn)室以及水中污染物，抗生素或病毒的環(huán)境監(jiān)測有關(guān)。