關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。 透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
過濾器的基本原理非常簡單:較小的物體會滑過孔洞,留下較大的物體。 但想象一下,如果透過增加孔洞的大小,實際上可以使過濾器更具選擇性,而不是更少。 這聽起來似乎自相矛盾,但事實上,根據《科學》雜誌當前一期的一份報告,研究人員已成功製造出能夠做到這一點的膜。
這種新型網由北卡羅來納州三角研究園三角研究所的蒂莫西·默克爾及其同事開發,由玻璃狀無定形聚合物和二氧化矽顆粒組成。 與嵌入金屬氧化物或其他奈米顆粒的類似膜(表現出滲透性降低)不同,這種二氧化矽顆粒聚合物膜具有更高的滲透性。 然而,它們優先允許較大的分子(如丁烷)透過,同時保留較小的分子(如甲烷)。 “用一個類比來說,如果你把網上的孔洞做得足夠大,乒乓球、網球和籃球都能穿過去,”北卡羅來納州立大學的團隊成員理查德·斯龐塔克解釋說。“使用我們的膜,我們實際上可以實現高滲透性和反向選擇性——換句話說,我們的網優先讓籃球透過。”
這種膜可能在海水淡化、環境清理以及其他涉及分子分離的任務中證明是有用的。 作者指出,這些分離最常使用能源和資本密集型技術(如蒸餾、吸收和吸附)來完成。 相比之下,奈米複合膜成本低、能源效率高且環境友好。