垂直排列碳纳米管(VaCNT)膜允许水在低压下快速传导,并为水净化和海水淡化提供了可能性,尽管疏水性和低扭曲度纳米孔中的超低粘性应力阻止了表面与污染物的相互作用。
在这项实验研究中,卡尔斯鲁厄理工学院Andrea I. Schäfer报道了VaCNT膜对类固醇激素微污染物的吸附通过作用在激素上的流体动力阻力和摩擦力以及激素与碳纳米管内壁之间的粘附力和排斥力之间的相互作用进行了量化和解释。
文章要点
1)高于2.2×10−3 pN的阻力克服了摩擦力,导致吸附不显着,而将阻力从2.2×10−3 pN降低到4.3×10−4 pN则将激素的吸附质量从零增加到0.4 ng cm−2。
2)在1.6×10−3 pN的低阻力下,四种激素的吸附质量与激素壁粘附力(范德华力)相关。
这些发现解释了纳米孔中微污染物的吸附是通过沿着和垂直于流动方向作用在微污染物上的力来实现的,这可以用于选择性。
参考文献
Nguyen, M.N., Jue, M.L., Buchsbaum, S.F. et al. Interplay of the forces governing steroid hormone micropollutant adsorption in vertically-aligned carbon nanotube membrane nanopores. Nat Commun 15, 1114 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41467-024-44883-2