生活中許多水源受到工業和生活中產生的塑膠顆粒、激素和除草劑的污染。近期,德國一所大學發明一種「智能鐵鏽」,能夠把水中的油、納米塑膠顆粒、除草劑和激素等一些有害的物質進行清除,而該種鐵鏽還可以重複利用。

擁有300多年歷史的德國埃爾蘭根-紐倫堡弗里德里希亞歷山大大學(Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg,FAU)於8月16日在美國化學會(ACS)秋季會上展示他們關於「智能鐵鏽」的研究結果。

該大學材料科學與工程系團隊多年來一直在研究如何去除水中的污染物和尋找更環保的方法,於是找到能被磁鐵吸引的氧化鐵納米顆粒去淨化水中的污染物。

該團隊在影片中展示,這種氧化鐵納米顆粒可以被磁鐵吸引,而顆粒與顆粒之間卻不會互相吸引結塊。這種現象來源於團隊將氧化鐵納米顆粒上附著上一層膦酸分子,使其達到顆粒分離。

他們提到,早期的「智能鐵鏽」可以捕捉從地中海洩漏的原油,也能捕捉池塘水中殘留的除草劑(草甘膦)。隨後,他們又改良了「智能鐵鏽」,讓它能夠捕捉實驗室和河中的納米塑膠顆粒。

這些成功讓該團隊的研究生盧卡斯.穆斯亞拿施(Lukas Müller)開始思考,如何改進鐵鏽納米顆粒,使其吸附水中更多的微量污染物,例如廢水和下水道中的激素。

因為這些人造的分子污染物(激素)會長期存於地下水中,若這些水沒有經過適當處理,被周圍的人類和動植物攝取,最終就會造成突變等影響,尤其對人類的孩童影響更大。

他也在會上表示,環境中雌性激素儘管含量低,卻十分難以去除,而這些激素能影響一些動植物的新陳代謝和繁殖能力,儘管目前科學家尚未完全摸清激素對於人類的影響。

他還表示,「我們從最常見的雌激素(雌二醇)開始捕捉。這種雌激素分子,是一種帶有輕微負電電荷的類固醇體,恰好可以被含有兩種分子的氧化鐵納米顆粒吸附。」

穆斯亞拿施對此解釋,該種改良的氧化鐵納米顆粒帶有正電荷,且表面有數十億個「口袋」,這些「口袋」可以捕獲雌二醇,讓他們固定在適當的位置,但這些「口袋」只能依靠電子顯微鏡等儀器去觀測。

該大學的材料科學與工程系的馬庫斯.哈利克(Marcus Halik)博士則表示,「我們在氧化鐵顆粒添加一層膦酸分子後,使它們表面看起來就像伸出的毛髮。之後研究人員通過改變膦酸另一側的結合物,調整了氧化鐵納米粒子表面的特性,並賦予它擁有吸附不同類型污染物的特性。」

哈利克博士還表示,「我們的智能鐵鏽不僅價格便宜、無毒且可回收。它同時展示了對各種污染物的用途,也凸顯該技術具有顯著改善水質的潛力。另外,這種水處理方法對於環境的影響變得非常小,因為這些顆粒可以重複利用。」

初步實驗結果已經證明,這種「智能鐵鏽」能夠有效的提取實驗樣本中的激素。未來該團隊將在世界各地的水樣品中去測試這些氧化鐵納米顆粒是否能吸取更多污染物,並確定它們重複利用的次數。

目前該研究受到德國研究基金會、德國聯邦環境基金會和弗里德里希-亞歷山大埃爾蘭根-紐倫堡大學的支持和資助。#

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