Loofah-structured水凝胶可以帮助满足全球清洁用水的要求

超过四分之一的世界人口缺乏获得安全的饮用水。水净化的任务是进一步复杂化的需要将能源消耗降到最低,不仅降低成本,也避免进一步加剧气候变化和水资源短缺。基于thermoresponsive水凝胶水净化,尤其具有吸引力,因为他们可以像海绵一样吸收水的污染来源和当淘汰释放比阳光干净的水使用其他能源。然而,这个过程是缓慢的。现在,晓惠徐和同事领导的罗德尼·普里斯特利普林斯顿大学在美国报告的一个突破克服固有的响应速度慢的。

在某一临界温度,thermoresponsive水凝胶进行相变,改变它们的属性。许水凝胶和他的同事们研究了——保利(N-isopropylacrylamide) (PNIPAm)——方便开关从亲水疏水在34°C,这样阳光就可以翻转从吸收水释放污染物的净化。然而,正如徐指出的那样,“传统的PNIPAm水凝胶具有闭孔结构,形成一层皮肤在水中释放并导致缓慢的反应率。”,从丝瓜汲取灵感,使一个伟大的海绵,她和同事们解决这些结构性问题显著增加水吸收和释放率。

研究人员修改打开毛孔的水凝胶的结构像一个丝瓜通过改变聚合的过程。徐告诉必威体育 红利账户他们无意中发现了我们做另外一个项目的方法探索防冻剂乙二醇(EG)的属性。我们发现,当聚合PNIPAm如和水凝胶是不透明的,”她说,对比其与传统的封闭孔隙水凝胶在水的透明度。进一步调查用扫描电子显微镜揭示了连通孔隙loofah-like形成的结构。研究人员放下结构变化如与水的水凝胶和穷人偿付能力的PNIPAm水/如混合物。

使用这个连通孔隙结构吸收水的体积增加了四倍,高于临界温度加热后,水凝胶释放70%的水在短短5分钟。传统的闭孔PNIPAm水凝胶释放在同一时间内只有3%的水。

塑料微粒,这是太大的孔隙网络导航loofah-style PNIPAm水凝胶,自然过滤掉。此外,研究人员functionalised polydopamine的水凝胶,它具有高度的亲和力染料、重金属等污染物捕获它们。他们还用两性离子聚functionalised (sulfobetaine丙烯酸甲酯)。因此形成的水化层防止石油和微生物粘,这样他们不会吸附以及水、防污性能。取水的functionalised开放孔隙水凝胶率为26.88公斤/米²/小时,大约四倍的封闭的孔隙结构。

接下来研究人员计划测试凝胶氟烷基物质污染的水净化的能力,已引发健康问题。他们也致力于开发能有效地杀死水性细菌的抗菌水凝胶。