超薄碳纳米管可以从海水中分离出盐

科学家们开发了比人类头发薄50,000倍以上的碳纳米管，它可以从海水中分离出盐，这一进步可能有助于解决全球水危机。研究人员说，对淡水需求的增加对可持续发展构成全球威胁，导致40亿人缺水。

当前的水净化技术可以受益于具有模仿高效和水选择性生物蛋白的专门孔的膜的开发。科学家，包括美国东北大学的科学家，开发了碳纳米管孔，可以从海水中排除盐。

研究小组发现，直径为0.8纳米的碳纳米管 (cnt) 的透水性明显超过较宽的碳纳米管。纳米管是由独特排列的碳原子制成的中空结构，比人的头发薄50,000倍以上。

纳米管的超光滑内表面是其极高的透水性的原因，而微小的孔径则阻挡了较大的盐离子。“我们发现直径小于纳米的碳纳米管具有增强传输的关键结构特征，” 美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的博士后研究员Ramya Tunuguntla说。

Tunuguntla说: “狭窄的疏水通道迫使水以单文件排列的方式移位，这种现象类似于最有效的生物水转运蛋白中的现象。”通过直径大于一纳米的cnt的水传输的计算机模拟和实验研究表明，水流增强，但与生物蛋白质的传输效率不匹配，并且不能有效地分离盐，尤其是在较高的盐度下。

LLNL团队取得的关键突破是使用直径较小的纳米管，从而提高了性能。“碳纳米管是研究分子运输和纳米流体的独特平台，” LLNL的首席研究员Alex Noy说。

Noy说: “它们的亚纳米尺寸，原子光滑的表面以及与细胞水传输通道的相似性使它们特别适合此目的，并且制造出具有更好的天然性能的合成水通道非常令人兴奋。”这项研究发表在《科学》杂志上。