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水中二氧化碳可用微型马达迅速清除

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水中二氧化碳可用微型马达迅速清除

发布日期:2016-03-15 00:00 来源:http://www.ketaiyu.com 点击:

最近,美国加州大学圣迭哥分校科学家设计出一种酶功能化的微型马达,能在水中自动行驶,迅速清除二氧化碳并将其转化成有用的碳酸钙,将来有望用于清除海洋中的二氧化碳污染,遏制海洋酸化。

据每日科学网近日报道,研究团队由纳米工程教授兼主席约瑟夫·王带领。他们设计的微马达比头发丝还细小,本质上是个6微米长的管子,外表面是一层含有酶碳酸酐酶的聚合物,能加快二氧化碳和水的反应速度,形成重碳酸盐,在水中加入氯化钙,能帮助把重碳酸盐转化成碳酸钙。

航模无刷马达

研究人员实验展示了微马达从饱和溶液中迅速除去二氧化碳的能力。在5分钟内,从离子水溶液中清除90%的二氧化碳。微马达对海水溶液也同样有效,在同样时间内能清除88%的二氧化碳。研究人员解释说,微马达能在溶液中迅速而持续地运动,清除二氧化碳效率极高。因为微马达的自动运动会引发溶液有效混合,使二氧化碳转化得更快。

为了在水中给微马达供应燃料,他们添加了过氧化氢和微马达的铂金内表面反应,产生氧气泡流,推进微马达四处运动。即使水溶液中所含的过氧化氢只有2%到4%,微马达的速度也能超过100微米/秒。

但燃料供应有个缺点,过氧化氢是一种额外的添加剂,铂金材料也很昂贵。他们的下一步计划是,造出一种能靠水来推进的碳捕获微马达。

“将来,我们有可能把这些微马达作为水处理系统的一部分,就像一种水脱碳装置。”论文合著者、王实验室研究生凯文·考夫曼说,“如果微马达能用环境要素做燃料,将更容易升级,更环保也更便宜。”

二氧化碳是环境中的主要温室气体,这一概念论证研究对缓解二氧化碳增加前景光明。论文第一作者、王研究团队的博士后科学家伟伦达·辛格说:“用这些微电机来抵抗海洋酸化和全球变暖,这种可能令人兴奋。”

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