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納米機械人能迅速去除重金屬 一小時清走水中95%鉛份

納米機械人能迅速去除重金屬 一小時清走水中95%鉛份
Image Credit: Diana Vilela et al. 2016

我們想讓你知道的是

有科學家研究出一種使用納米技術製作的微機器,能夠快速降低水中鉛份,可望減少環境污染。

近年香港、台灣以至美國也出現因供水系統問題以致食水含鉛事件,引起當地大眾關注重金屬造成的健康問題。最近有科學家設計出一種極微小的裝置,能夠有效清除水中的鉛份,可望應用於改善環境、減少污染上。

報告此研究的論文近日刊於期刊《Nano Letters》上,作者來自德國、西班牙及新加坡三地大學。論文開頭指出水中各種重金屬如砷、水銀、鎘、鉻及鉛等,污染源頭來自人類的工業活動,例如電鍍、采礦、製造電池及電子零件等。

由於這些重金屬會破壞生態系統,作者認為必須發展出有效並廉價的物料和技術,去潔淨受污染水源。現時清理水中重金屬相對經濟及有效率的方法,包括以化學物沉澱、吸收、離子交換及薄膜過濾法。

Image Credit: Diana Vilela et al. 2016

Image Credit: Diana Vilela et al. 2016

納米技術的發展能夠進一步增加過濾效率。近年有一些報告顯示,利用石墨烯(graphene)及其組件,可以有效從水中吸走染料及重金屬離子。

研究小組以氧化石墨烯(GOx)及鉑(platinum,或稱白金)製作出微型的管狀機器,以催化反應推動前進,其GOx納米片可以在水中吸附鉛離子。他們更能夠透過調整pH值,來釋放納米機器吸來的鉛離子,讓這些納米機器可以重複使用。

為測試納米機器清理鉛離子的能力,研究小組進行實驗,發現當機器自由「暢泳」時,比起受磁力限制位置能夠清除10倍以上的鉛離子。

nanomotor

Image Credit: Diana Vilela et al. 2016

當納米機器數目由2萬增至8萬時,能夠吸走更多鉛份,由原本的83.2%鉛離子增至95%,僅在一小時內污染度由1ppm(百萬份之一)降至0.05ppm。研究小組指由於含鉛量已達其器材探測下限,因此無法進一步測試更多納米機器的效用。

論文作者之一,來自德國普朗克研究所的Samuel Sánchez表示,這是納米裝置在環保上的新應用,未來有望在工業上使用,減少污染。他們更計劃把機器的除污範圍覆蓋至其他污染物,另一個重要目標是降低製造費及大量生產。