水中二氧化碳可用微型马达迅速清除
- 发布时间：2015-09-26 10:17:44 来源：科技日报 责任编辑：罗伯特
科技日报北京9月25日电 （记者常丽君）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。
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。”
相关论文发表在本月的《应用化学》杂志上。
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化学的神奇之处就在于，两种或几种物质一混合，就能生成第三种或第N种完全不同的东西。但具体怎么混合，比例多少，先放啥后放啥，都是要开动脑筋的。“微马达”的高超之处在于，不仅搞清楚了这些问题，还充分利用了化学反应产生的动力，使其变成了“捕碳小超人”。这就是“棋高一着”的最佳诠释，所有人都能想到的步骤不算高明，能明确数步之后的方向还能实践出来的才是高手。这也应该是创新思维的另一个角度吧。
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