作者威廉·韦尔，莱斯大学 耶鲁大学和莱斯大学的工程师合作创造了“骏利”金纳米棒，这是一种新型纳米粒子，可以通过将光转化为热来净化水
学分:纽特/耶鲁大学/莱斯大学 一组研究人员发现了一种将光转化为热的新纳米粒子，这是一种很有前途的清除水中污染物的技术
近年来，饮用水源中的痕量污染物，如农药、药物和全氟辛酸，对人类健康构成了重大威胁
这些微污染物避开了传统的处理工艺，但某些化学工艺，通常包括臭氧、过氧化氢或紫外光，已被证明是有效的
然而，这些过程可能是昂贵且耗能的
耶鲁大学的工程师们创造了一种新的纳米粒子，作为基于水稻的纳米系统工程研究中心的一部分，这种新的纳米粒子可以带来克服这些限制的技术
本周发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究描述了这种粒子
纽特是由赖斯、耶鲁和其他人在2015年建立的国家研究中心，耶鲁的金在宏是新纳米粒子的首席研究员和创造者，他与赖斯的娜奥米·哈拉斯，纽特纳米光子学研究的领导者，在这个项目上进行了合作
几个领域的研究人员对金纳米粒子的光热和光催化特性表现出兴趣，这已被证明是癌症治疗等用途的有效工具
然而，他们在水净化工作中并没有发挥重要作用，部分原因是在没有稳定剂的情况下，纳米粒子很难分散在水中，而稳定剂对水处理应用不利
纽特的研究人员通过设计和合成“骏利”金纳米棒找到了解决这个问题的方法
这些纳米粒子，每一个都比人类头发的宽度小几百倍，被二氧化硅半包裹着
这一设计要素至关重要，因为涂有二氧化硅的那一半允许每个纳米棒与其他纳米棒保持分离并悬浮在水中
“我们从金纳米粒子开始，然后通过各种方式探索稳定它们的方法，”金说
老贝克顿
耶鲁大学化学与环境工程系教授兼主席
“所以我们想出了骏利的设计，我们只用硅胶覆盖部分
有了这种局部涂层，它们在水中分散得很好，这对于这种应用非常有用
" 纳米棒吸收强烈的光，并将其转化为位于表面的热量——这一过程比加热整个体积的水要有效得多
因为它使用阳光，这种方法是低成本和可持续的
纳米棒的同一部分还充当电子转移催化剂，以促进微污染物的破坏
“它实现了各种功能——特别是通过利用太阳辐射产生高度局部化的热量，”金说
“这是利用这种特殊现象破坏污染物的首次演示
" 哈拉斯，赖斯的斯坦利C
电气与计算机工程教授、莱斯纳米光子实验室主任摩尔在阐明这种独特的纳米粒子上发生光热和光催化反应的复杂机制方面发挥了关键作用
哈拉斯说:“这真是纳米工程的巅峰之作，一种新型纳米粒子，旨在解决一个重要问题，否则这将是一个不可能的环境。”
金指出，这项研究仍处于早期阶段，需要做更多的工作来扩大它在现实世界中的应用，包括找到一种比黄金更便宜的材料
纽特导演佩德罗·阿尔瓦雷斯，赖斯的乔治·R
土木与环境工程教授布朗称这项研究是“纳米技术前沿进展如何为解决水资源挑战铺平新道路的一个很好的例子”
" “这也是一个很好的例子，说明了两个不同研究领域的研究人员如何聚集在纽特的屋檐下，发展高度非传统的想法来解决难题，”他补充说
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