氧化石墨烯令貧窮國家的兒童喝上便宜的乾淨水

氧化石墨烯令貧窮國家的兒童喝上便宜的乾淨水

石墨烯是目前最熱門的二維材料，圍繞石墨烯而生的還有一種叫氧化石墨烯的物質，氧化石墨烯的價格要低很多，某些方面的性能當然也大打折扣。

在聖路易斯華盛頓大學的工程師團隊發現了一個新思路，在氧化石墨烯中摻入納米纖維素時，就會形成一種有趣的材料。這個材料輕質、結實、有彈性。除了這幾個特點，它還有一個重要的特性，就是可以把髒水凈化成飲用水。這可能是一個改變全世界的技術。

「我們希望把這個材料放在陽光充沛的地方使用，比方說印度。先收集一些髒水，然後把新材料放在上面，利用陽光蒸發，收集淡水。」工程與應用科學學院的 Srikanth Singamaneni 副教授說。

Singamaneni

這種新材料把細菌生產的纖維素和氧化石墨烯結合到了一次，形成了一個雙層的生物泡棉。近日研究成果已經發布到了《先進材料》期刊上。

「凈水的原理非常簡單優雅，其主要依靠細菌產生的納米纖維素網，纖維素網會吸收熱量，大量吸水，並把水分轉化成水蒸氣。所有步驟一氣呵成，非常高效。」Singamaneni 說

「整個材料設計的新穎之處在於，我們在纖維素網的表面加上了一層氧化石墨烯，形成了雙層結構，使用光吸收出色的氧化石墨烯填充纖維素網的上半部分，讓水分蒸發更容易。」Singamaneni 接著說。

「光線照射到材料上，氧化石墨烯會將光線轉化成熱量。而對於水分凈化的全程來說，水分蒸發時是消耗熱量最多的部分。氧化石墨烯層的出現對這個過程非常有利，不會浪費絲毫的熱量。」

「這個材料的製作過程也是全新的，但是在自然界中，它的形成方式卻早就存在了。這種方式和牡蠣產珍珠的的形成方式一樣。研究者先生產出氧化石墨烯片，然後在這個片上嵌入納米纖維素網。」

「我們在培養纖維素細菌的時候，把氧化石墨烯薄片放進去，最終就形成了這樣的材料。」Singamaneni 實驗室的研究生說。

我們把氧化石墨烯嵌入到細菌生產的纖維素網中的過程中，期間，更換新的培養基。這樣，生長出來的新的纖維素層強度更高，機械性能更好。

這種新式的生物泡棉，重量很輕，價格低廉，這是一個凈水脫鹽的極好的工具，也是一個非常可行的辦法。

Singamaneni 說：「纖維素網現在可以大規模生產，氧化石墨烯的造價也很便宜。這種材料並不像石墨烯那樣昂貴，人們可以做到真正的批量生產。而且這種材料的擴展性良好，可以很容易把它做成需要的形狀。」

「相比其他材料，我們合成的這種生物泡棉材料能有效的利用太陽能，在清理污水上更加有效。」能源環境化學工程部的主席 Pratim Biswas 說。

Biswas

其實這材料並不是最重要的成果，更重要的是，提供了一種新的合成思路。即利用細菌和其他可植入的物質，以無污染的方式合成一些泡棉類材料。

研究者會繼續使用這種思路，合成其他的材料。

而在世界的其他角落，沒有純凈飲用水的人就會因此受益。由於其合適的價格和良好的擴展性，應用空間巨大。同時還能充分利用太陽能。

真是想馬上推廣這種材料。