智慧材料既能檢測又能消除水汙染物

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圖片來源:¿PHOTODISC

從水中去除有毒汙染物通常需要多個步驟。首先必須識別異常分子,然後將其破壞或提取。最後,對水進行測試以確保其純度。根據物理化學雜誌B當前一期中的一份報告,一種單一的智慧材料可以設想執行所有這三個階段。

先前的研究表明化合物二氧化鈦具有對抗汙染的潛力。聖母大學的Prashant Kamat及其同事因此著手研究類似的化合物氧化鋅(ZnO)是否可以降解水中的有機汙染物。他們測試了這種材料對一類稱為氯化酚的有機芳香汙染物的效果。(氯化酚被廣泛用作防腐劑和殺蟲劑,並由紙漿廠、油漆和塑膠製造商等行業生產,是一種常見的水汙染物。)通常,ZnO會發出可見輻射。然而,當該材料暴露於被某種氯化酚汙染的水中時,發光量急劇下降。研究人員進一步發現,這種響應在百萬分之一的低汙染濃度下也是可測量的,並且在不到一分鐘的時間內發生。


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此外,一旦ZnO檢測到有害的有機分子,它還可以幫助消除它們。當暴露於紫外線時,ZnO有助於分解汙染物而自身不會被破壞。在汙染物轉化為無害的副產品後,ZnO薄膜開始發出更亮的光,表明其工作已完成。儘管商業應用尚不可用,但研究人員建議“基於ZnO薄膜的奈米感測器應在諸如檢查飲用水質量或評估地下水汙染等應用中非常有用。”

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