納米這麼玩才給力

我們知道沸水是殺死水中細菌的最好方式，雖然你將水放置於陽光直射的戶外，紫外線也能起到消毒作用。不過由於紫外線只含有光線中4%的能量，所以這種日照消毒方法需要花費6到48小時。

近日美國加速器實驗室和斯坦福大學合作研發出了一種只有半張郵票大小的納米結構裝置，可大大提高日照消毒效率。該裝置可利用光線中除了紫外線之外的其他光線為水進行消毒，從而將太陽能利用率從4%提升到50%。

實驗表明，在陽光直射的條件下，這種裝置可以催生過氧化氫等消毒化學物質，能在20分鐘內將水（1盎司劑量）中99.999%的細菌殺死。而當消毒工作完成後，這些化學物質又會自動消散，保證淨化後的水不受二次化學污染。

如果你在電子顯微鏡下觀察這種小黑片，你會發現它的表面跟人的指紋一樣呈溝壑狀，這種溝壑由無數纖細的薄膜堆疊而成。研究人員稱其為納米片，其生產材質為二硫化鉬和銅。

我們知道，二硫化鉬是工業中常用的潤滑劑，但是當它以原子級厚度製成薄膜時，它的特性就發生了質的變化。據瞭解，該材質本質上是一種光催化劑，在光照直射下可將水催化成過氧化氫。而過氧化氫具有消毒作用，且在光照條件下易分解。

這種消毒方式也具有局限性，因為它不能過濾水中的污染物質，不過研究人員表示，它對第三世界國家獲取消毒純淨水還是有著積極意義的。據外媒報導，美國西北太平洋國家實驗室（PNNL）的研究人員在無意間創造了一種富含碳的納米棒，併發現了該材質具有奇特的吸水性能。同時，該材質還為建設低功耗集水系統以及製造除濕纖維提供可能。

研究人員指出，隨著周圍濕度的升高，普通材質會從空氣中吸收更多的水分。但是這種納米棒在50%到80%的相對濕度下，不但不會吸收水分，相反還會排出水分，這種特性在其他材質上是從來沒有見過的。研究人員還發現，在低於這個範圍的濕度下，該材質又和常規材質一樣具有吸水的特性。這也就意味著，這種納米棒能夠迴圈不斷的將空氣中的水分凝結排出。

據悉，研究團隊本來是想製作磁性納米線，但是卻陰差陽錯的發明了另外一種材質。起初，科學家在發現該納米棒與眾不同的特性後以為是顯微濕度檢測儀壞了，但是當他們放大觀察後，才發現了它能在較高濕度揮發凝結於自身的水分的特性。

為了探究這種情況的成因，團隊查閱資料後發現，當水被限制在1.5納米的間距內時，水分能夠迅速的蒸發。而且上世紀90年代，科學家就發現了蛋白質結晶也具有類似的現象。當初的科學家指出，一定有某種原因導致了水分的快速蒸發，可這個問題卻遲遲沒有得到解決，直到PNNL發明該納米棒。PNNL提出假設，當水在納米棒上凝結時，會使得納米棒的分支相互聚攏，當他們的間距達到1.5納米時，水分就會迅速的蒸發。

“在意外和震驚之餘，我們現在正考慮該材料可以被運用於哪些領域來改善我們的生活品質，”David Heldebrant，該論文第二作者，表示該材料的應用場景可能有：在沙漠中吸收水分，當濕度達到一定比例後可排除水分；將它作為衣服表面的薄膜，可將汗水變成水汽向外排出。

“為了能夠讓該材質運用到實際，我們還需要控制它們的大小和形狀。我們的目標是將納米棒的集水效率提升10%到20%”,論文作者Nune說,”而且我們正在研究這款納米棒的化學和物理特性，試圖證明該材質還可以被運用在更多的液體，比如甲醇。”

根據騰訊、網易等綜合採編

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