一種新型復(fù)合材料——可以成為生物基工業(yè)過(guò)濾器

發(fā)布日期：2021-08-02 09:01 作者：力能電力點(diǎn)擊：

科學(xué)家展示了一種新型復(fù)合材料，可以成為生物基工業(yè)過(guò)濾器。

Hermann Ehrlich 教授將一塊海綿放入堿性含銅氨溶液中，模擬電子元件電路板制造過(guò)程中的銅浴。大約 12 小時(shí)后，海綿變成藍(lán)色，干燥后它比以前更堅(jiān)固，但仍然很輕。在 pH 值為 9 時(shí)，海綿的纖維打開(kāi)，蛋白質(zhì)的有機(jī)化合物發(fā)生變化，Hermann Ehrlich 教授解釋說(shuō)。氨溶液中所含的銅會(huì)立即與海綿的有機(jī)成分，尤其是氨基酸殘基發(fā)生反應(yīng)，形成礦物鐵銅礦。就像一根繩子，納米尺寸的晶體與海綿纖維一起生長(zhǎng)，科學(xué)家解釋說(shuō)。它們穩(wěn)定了框架，同時(shí)確保海綿保留在其獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)中。
Hermann Ehrlich 教授看著一塊新材料，可用作廢水處理或污染物去除的生物基過(guò)濾器。
三維多孔材料本質(zhì)上是一種過(guò)濾器。再加上煙煤的特性，使用這種新材料作為合成過(guò)濾器的替代品具有廣泛的潛力。我們的團(tuán)隊(duì)首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，由海洋浴海綿制成的復(fù)合材料原則上可用于傳感器、催化劑和抗菌過(guò)濾系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，共同作者、來(lái)自該研究所的 Martin Bertau 教授解釋說(shuō)。
在數(shù)碼光學(xué)顯微鏡下，Iarsolav Petrenko 博士檢查了煙煤海綿的結(jié)構(gòu)。
Hermann Ehrlich 教授是否將帶有晶體的藍(lán)色海綿放入酸性溶液中，反應(yīng)會(huì)倒退：海綿恢復(fù)到原始狀態(tài)，可以再次加工以供進(jìn)一步應(yīng)用。因此，新開(kāi)發(fā)的材料可以一次又一次地回收利用，弗萊貝格生物礦物學(xué)家熱情地說(shuō)。
即使經(jīng)過(guò)多達(dá) 100 次應(yīng)用循環(huán)，海綿-紫砂石復(fù)合材料的響應(yīng)能力仍然存在，他的同事 Martin Bertau 教授證實(shí)，如果材料最終不再可用，海綿是可生物降解的，銅可以從溶液中回收，理想情況下，用可再生能源進(jìn)行電化學(xué)。我們已經(jīng)證明這是可能的，化學(xué)家說(shuō)。
兩年來(lái)，來(lái)自德國(guó)、波蘭、澳大利亞、西班牙和烏克蘭的研究人員一直在為現(xiàn)代材料科學(xué)開(kāi)發(fā)新的仿生模型和塑料腳手架的替代品。他們得到了德國(guó)研究基金會(huì)、薩克森州科學(xué)、文化和旅游部以及亞歷山大·馮·洪堡基金會(huì)的支持。Extreme Biomimetics 是一個(gè)新的科學(xué)領(lǐng)域，于 2013 年在 TU Bergakademie Freiberg 成立，致力于研究自然和人工現(xiàn)象，以開(kāi)發(fā)厘米到米級(jí)的新型仿生 3D 復(fù)合材料。