作者:乔·纳波利塔诺，阿尔贡国家实验室 一位艺术家对污染膜的光诱导自清洁的再现
学分:阿尔贡国家实验室 能源部阿尔贡国家实验室的科学家开发了一种用于过滤膜的光活化涂层，这种涂层用于水处理设施、半导体制造场所以及食品和饮料行业，使它们能够自我清洁，无需关闭系统进行修复
廉价而有效的水过滤膜已经存在多年，但总是容易被有机和无机材料堵塞，这些材料会随着时间的推移堵塞其孔隙，这种现象被称为结垢
“你粘在水里的任何东西迟早都会被弄脏，”阿尔贡高级科学家塞斯·达林说
达林是阿贡能源-水系统先进材料中心的主任，该中心是由美国能源部赞助的能源前沿研究中心(EFRC)
“现实世界中使用的几乎所有膜都是通过物理机制起作用的，这些小孔会阻挡你试图过滤掉的任何东西，”他说
“但他们没有做任何化学反应
这就是我们试图通过在膜上覆盖一层赋予其化学功能的涂层来改变的
" 能源部阿尔贡国家实验室的高级科学家塞斯·达林说:“这就是我们的发现与该领域先前工作的不同之处。”
该膜可以继续使用，消除了例如为了清洁或更换污染部件而关闭过滤系统的需要
" 虽然在水过滤领域工作的人在去除、清洁和更换污染的膜方面取得了一些成功，但这一过程远非理想，因为它使膜——有时是整个水处理系统——停止使用
“我们试图做的是完全防止这种情况，”达林说
他和他的团队的新的低成本进展是依赖这种技术的行业的游戏规则改变者
他们使用的涂层是以二氧化钛为基础的，二氧化钛因其高稳定性、无毒、低成本和生物相容性而被探索用于水处理应用多年
达林和他的团队通过向混合物中添加一点氮气，将这项技术向前推进了一步
这个过程被称为氮掺杂，使薄膜对可见光敏感
涂层起到催化剂的作用，分解污垢，将它们从膜上释放出来，从而使膜变得干净
从事该项目的研究生张慧如说:“普通的二氧化钛可以工作，但只能用紫外光。”
“这在某些情况下可能有意义，但它远不如可见光容易接近
" 与普通二氧化钛相比，氮掺杂二氧化钛涂层膜在阳光下显示出24倍的光催化效率
阿尔贡在这一领域的成功是独一无二的:科学家们以前从来没有能够在膜仍然作为过滤器的时候让膜自己清洁
达林说:“这就是我们的发现与该领域先前工作的不同之处。”
该膜可以继续使用，消除了例如为了清洁或更换污染部件而关闭过滤系统的需要
" 达林和他的团队最近在《高级功能材料》杂志上发表了他们的发现
达林说:“原则上，我们的发现可以用于水中的任何地方，甚至可以作为水系统中其他部件的涂层。”
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