僅讓水超高速通過而鹽分無法通過之氟化奈米管

 

刊登日期:2022/6/10
  • 字級

東京大學發表開發了一項內壁被氟覆蓋的微細奈米管,且鹽分無法通過,僅有水才能以超高速通過,未來可望應用於海水淡化技術。東京大學透過超分子聚合的手法,將內部氟原子緊密結合的巨環化合物排成一列形成筒狀,製作出內壁如同聚四氟乙烯(Teflon)般緻密覆蓋了氟的氟化奈米管。奈米管的孔洞內徑為0.9 nm。由於氟化奈米管的內壁帶負電,因此不允許帶負電的氯離子通過。此外,氟化奈米管的內表面具有破壞水分子之間作用氫鍵的功能。水通常以數個分子的質量存在,當被吸收至奈米管中時會形成分解,降低水與管壁之間的摩擦力,從而實現高速的水滲透。

為了解決全球水資源短缺問題,各國積極推動海水淡化水處理膜的相關研究,但目前水處理膜的能力仍不足以確保全球規模的飲用水,故有必要大幅提高水處理膜的能力。而此次開發之氟化奈米管的透水性是目前被認為最有潛力之「水通道蛋白(Aquaporin)」的4500倍。此項研究的契機來自於「如果製造具有像聚四氟乙烯般內壁排斥水的奈米管會如何?」的好奇心,今後研究團隊也計畫製作出氟化奈米管在同一方向上密集排列的薄膜,藉此將可望獲得壓倒性的高度水處理能力。


資料來源: https://www.t.u-tokyo.ac.jp/press/pr2022-05-13-001
分享