突破性过滤技能面世，可铲除水中多种持久性污染物
（来历：MIT News）
当今技能中运用的化学物质导致的水污染正在全球范围内敏捷成为一个日益严重的问题。美国疾病操控与防备中心最近的一项研讨发现，98% 承受检测的人体内都有可检测的 PFAS，这是一类特别耐久的化合物，也被称为“永久化学物质”。
MIT 的研讨人员开宣布一种新的过滤资料，或许为这一固执的污染问题供给一种根据天然资料的处理方案。这种资料根据天然丝和纤维素，可以去除各种耐久性化学物质以及重金属。并且，其抗菌特性有助于避免过滤器被污染。
相关研讨成果被宣布在《ACS Nano》期刊上，由 MIT 博士后 Yilin Zhang、土木与环境工程教授 Benedetto Marelli 以及 MIT 的其他四名研讨人员编撰。
PFAS 化学物质广泛存在于各种产品中，包含化妆品、食品包装、防水衣物、消防泡沫和不粘锅涂层。最近的一项研讨仅在美国就发现了 5.7 万个被这些化学物质污染的地址。美国环境保护署估量，PFAS 修正每年将花费 15 亿美元，以满意新的法规要求，这些法规规则饮用水中该化合物的含量有必要低于每万亿分之七。
“PFAS 和相似化合物的污染实际上是一个十分大的问题，现在的处理方案或许只能部分有用地或经济地处理这个问题。”Zhang 表明，“这便是为什么咱们提出了这种根据蛋白质和纤维素的、彻底天然的处理方案。”他说。
Marelli 指出，“咱们偶尔进入了这个项目。”使这种过滤资料成为或许的开始技能是由他的团队开发的，但开始彻底是为了一个不相关的意图 —— 为了规划一个标签体系，以应对残次冒充种子的众多。他的团队规划了一种办法，经过环境友好的、水基滴铸法在室温下将丝蛋白加工成均匀的纳米晶体或“纳米纤维”。
Zhang 主张他们的新式纳米纤维资料或许在过滤污染物方面有用，但开始独自运用丝纳米纤维的测验并未成功。团队决议测验增加另一种资料：纤维素，这是一种丰厚的资源，可以从农业木浆废猜中取得。研讨人员运用了一种自拼装办法，将丝蛋白悬浮在水中，然后经过刺进纤维素纳米晶体的“种子”将其模板化为纳米纤维。这使从前无序的丝分子沿着这些种子摆放在一起，构成具有共同新特性的混合资料。
经过将纤维素集成到可以构成薄膜的丝基纤维中，并调理纤维素的电荷，研讨人员在实验室测验中出产出了一种在去除污染物方面十分有用的资料。
来历：MIT News
如上图所示，左边的纳米级图画显现过滤器厚度只要 500 纳米，两张相片显现了圆形过滤器也是柔性的。
他们发现，纤维素的电荷也赋予了它很强的抗菌特性。这是一个重要的优势，由于过滤膜失效的主要原因之一是被细菌和真菌污染。研讨人员表明，这种资料的抗菌特性应该可以大大削减这种污染问题。
“这些资料在水过滤中提取金属离子和这些新式污染物方面，的确可以与当时的规范资料竞赛，甚至在某些方面逾越它们。”Marelli 说。在实验室测验中，这些资料可以比当时运用的规范资料、活性炭或颗粒状活性炭从水中提取出数量级更多的污染物。
尽管这项新作业仅仅一个概念验证，Marelli 说，团队方案持续致力于改善该资料，特别是在耐用性和原资料的可取得性方面。尽管运用的丝蛋白可以作为丝纺织业的副产品取得，但假如要将这种资料规模化以满意全球水过滤的需求，供给或许缺乏。此外，其他蛋白质资料或许会以更低的本钱完成相同的功用。
Zhang 说，开始这种资料或许会用作点式过滤器，可以安装在厨房水龙头上。终究，它或许会规模化，以供给市政供水的过滤功用，但只要在测验证明这不会对水源形成污染危险后才干完成。但他指出，这种资料的一个巨大优势是，丝和纤维素成分都被以为是食品级物质，因而不太或许形成污染。
“现在市面上大多数的惯例资料都会集在一种污染物或处理单一问题。”Zhang 说，“我以为咱们是第一批一起处理所有这些问题的人之一。”
“我喜爱这种办法，由于它只运用天然成长的资料，比如丝和纤维从来对立污染。”威廉与玛丽学院应用科学教授 Hannes Schniepp 说，他没有参加这项作业。“在其他竞赛性办法中，运用的是组成资料，这一般只需要更多的化学品来对立化学发生的一些不良后果。（这项作业）打破了这个循环！假如这种资料可以以经济上可行的方法大规模出产，它真的或许发生严重影响。”
研讨团队还包含 MIT 的博士后 Hui Sun 和 Meng Li、研讨生 Maxwell Kalinowski 以及 2022 年博士结业的 Yunteng Cao（现为耶鲁大学博士后）。这项作业得到了美国海军研讨办公室、美国国家科学基金会和新加坡-麻省理工学院科研与技能联盟的支撑。
https://news.mit.edu/2024/new-filtration-material-could-remove-long-lasting-water-chemicals-0906
发表评论